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    一種改進型太陽陣最大功率點跟蹤方法

    —— An Improved Method for Power Point Tracking of Solar Array
    作者:王益軍 楊定宇 上海衛星工程研究所時間:2009-08-07來源:電子產品世界收藏

      前言

    本文引用地址:http://www.me-unplugged.com/article/96989.htm

      迄今為止,絕大多數衛星電源都采用太陽陣加蓄電池的供電方式。光照期間,太陽陣一方面為整星載荷提供能量,另一方面對蓄電池進行充電;蓄電池則負責在陰影期或峰值功耗時釋放存儲的能量為載荷供電。根據太陽陣的V-I曲線可知,在任一特定的條件下,太陽陣都有一最佳工作點,在此工作點太陽陣輸出的功率最大。

      目前,國內衛星均采用直接能量傳輸方式(DET),在此方式下,電源系統將太陽陣輸出的能量直接提供給星上載荷。但由于受光照強度、溫度以及使用年限等因素的影響,太陽陣輸出電壓、電流將不斷衰減,直接能量傳輸方式未對太陽陣的進行跟蹤,這勢必造成太陽陣輸出能量的浪費。本文針對這一現象,提出一種基于太陽陣跟蹤方式(Maximum Power Point Tracking,),通過在太陽陣輸出環節增加一輔助電路,將太陽陣工作點維持在,極大地提高太陽陣利用效率。

      理論簡介

      本質上是一個用作阻抗匹配的電路,通過控制電路對整星阻抗進行匹配。鑒于太陽陣的光伏特性受到外界諸多因素影響(光照強度、溫度等),其輸出特性呈現非線形特征,為了問題的簡化,太陽陣的模型可以看作是一個直流電源和一個電阻的串聯,其中電阻是一個受到外界因素(光照、溫度、輻射等)影響的可變電阻。這樣,當外界因素發生變化時,勢必造成可變電阻阻值的波動,進而影響太陽陣輸出特性。利用電路所構成的MPPT功能電路(圖1),圖中R表示任一時刻整星的等效載荷。

      雖然太陽陣和DC/DC電路是非線性的,然而在極短時間里,可以作為線性電路處理。根據戴維寧定理可以將方框外的電路等效為一個阻抗,假設此阻抗為Req,則任一時刻此等效阻抗Req上得到的功率為:

      等式兩邊對Req求導并化簡得:


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