控制策略优化：扰动观察法MPPT控制策略

扰动和观察（P&O）技术由于结构简单、易于实施，是另一种常用的MPP跟踪方法。图1.20给出了一个普通光伏阵列的典型I-P曲线。

图1.20 光伏阵列的典型I-P曲线

如图1.20所示，如果工作电流，或者换句话说，来自光伏阵列的电流在某一特定方向扰动，并且如果来自光伏阵列的功率增大，那么工作点就会变得更加接近MPP，因此工作电流应在同一方向进一步扰动^[32]。如果电流被扰动，并导致来自光伏阵列的功率下降，这就意味着工作点正在远离MPP，因此工作电流的扰动应该反向。

基于P&O的MPPT技术流程如图1.21所示。(www.xing528.com)

在这种方法中，电流（I_ref）和电流变化（ΔI_ref）的初始值是根据猜测得到的。然后，与此电流相关的功率可从光伏板输出测量而得到，也就是P_PV（k）。减量或者增量可以应用于参考电流作为扰动，这将会带来功率变化，而且新的功率点将会变为P_PV（k+1）。现在，如果P_PV（k+1）＞P_PV（k），那么就可以确定功率的变化。功率的变化应同电流的变化方向一致，以便在同一方向进行进一步扰动。如果它们遵循的是相反的趋势，那么参考电流也应该反向。

图1.21 基于P&O的MPPT方法的流程

电流的初始值可以是零或者任何接近I_MPP的值（即MPP处的电流值）。另一方面，选择一个适当的增量步长（ΔI_ref）也能迅速地使工作点接近MPP。这个过程应该反复进行，直到找到光伏阵列的最大可用功率并提取出来。使用较小的扰动步长可以尽量减少振荡，不过小步长会造成MPP跟踪的响应迟缓^[33]。这个问题可以使用参考文献^[32，34-36]中的可变扰动步长来解决。使用这种方法，在接近MPP时，扰动程度应该变小。