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第45卷第7期2011年7月 电力电子技术 PowerElectronics Vol.45，No.7July2011 基于最优梯度MPPT控制的光伏水泵系统 刘 洋，苏建徽，罗皓泽，朱亦丹 230009） （合肥工业大学，教育部光伏系统工程研究中心，安徽合肥 摘要：为提高对光伏阵列的利用率，分析了一种基于最优梯度最大功率点跟踪（控制的光伏水泵调速系MPPT） 统。根据光伏阵列的特性及最优梯度控制的方法，通过检测光伏阵列的输出电压、电流及单片机软件控制来实现MPPT。介绍了系统软件和硬件的设计，最后用给出的实验波形证明该方法能使系统稳定运行。 关键词：光伏水泵；最优梯度；最大功率点跟踪中图分类号：TM615 文献标志码：A 文章编号：1000-100X（2011）07-0020-02 MPPTControlBasedonOptimalGradientMethodofPVPumpSystem LIUYang，SUJian-hui，LUOHao-ze，ZHUYi-dan （ResearchCenterforPhotovoltaicSystemEngineeringMinistryofEducation， HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China） Abstract：Inordertoimprovetheutilizationofsolararrays，theoptimalgradientbasedonmaximumpowerpointtracking（MPPT）ofphotovoltaic（PV）pumpspeedcontrolsystemisanalyzed.Accordingtothecharacteristicsofpho-tovoltaicarraysandoptimalgradientcontrolmethod，currentandMCUsoft-warecontrolachievetheMPPTbydetect-ingthePVarrayoutputvoltage.Thesystemsoftwareandhardwaredesignareintroducedalso，theexperimentalwave-formsofthesystemaregiven，andtheresultsprovedthatthismethodallowsstableoperationofthesystem.Keywords：photovoltaicpump；optimalgradient；maximumpowerpoint
tracking 1引言 近年来，随着我国经济的发展，绝大多数地方 都解决了用电难的问题。太阳能是一种取之不尽且清洁无污染的能源，因此目前针对其应用的产品也越来越多地出现。 光伏水泵是以太阳能直接转换为电能而驱动电机带动水泵的装置，凭借其全自动化、可靠性高、节能等优点，已广泛应用于偏远无电地区的饮水和灌溉。为能充分利用太阳能，提高光伏阵列效率，针对一种基于直流无刷电机的光伏水泵系统中最优梯度的MPPT控制方法进行了研究。 2光伏水泵系统的组成 光伏水泵系统一般由光伏阵列、控制器、电机 3最优梯度的MPPT控制 和水泵本体组成[1]。图1为设计的光伏水泵系统结构。主电路采用三相桥式逆变电路，主功率器件采用IPMPS21564；系统控制核心为dsPIC30f2010；外围电路包括阵列母线电压和电流、反电势检测等；可实现打干、欠压、过流、过热、低速等保护功能。 定稿日期：2011-01-14作者简介：刘 洋（1984-），男，安徽宿州人，硕士研究生， 研究方向为光伏发电技术。 最优梯度法是一种物理意义清晰，运算法则 简单的数值计算法，被广泛用于求取函数的极值，其核心是以梯度法为基础来求解多维无约束最优化问题[2]。其定义为：若一欧氏空间n维函数f（f∈En）连续且可一阶微分，则存在一个n维列向量荦f（，x） T 现定义一个n维行向量为g（，为方x）=荦f（x）便表示，定义正梯度gk为： T （g（xk）=荦f（x）1） 定义梯度法的迭代演算法为： |
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