18、基于P&O算法的太阳能电池供电电动汽车的MPPT研究

基于P&O算法的太阳能电池供电电动汽车的MPPT研究

1. 引言

全球对电力的需求正在迅速增长，可再生能源因其近乎免费且清洁的特点，正受到越来越多的关注。太阳能是可再生能源中最有前途的电力生产能源之一，可通过光伏（PV）效应或加热流体来发电。然而，太阳能光伏电池的转换效率较低，通常在9% - 17%之间，特别是在低光照条件下。此外，不同的天气条件会导致太阳能光伏板的发电量发生变化，其V - I和V - P特性是非线性的，会随温度和光照强度而波动。

不过，在V - I或V - P曲线上始终存在一个最大功率点（MPP）。目前有多种MPPT算法可以识别这个点，常见的算法包括：
- 扰动观察法（P&O）
- 增量电导法（InC）
- 恒流（CC）或恒压（CV）法
- 模糊逻辑算法（FLA）
- 人工神经网络（ANN）
- 粒子群优化算法（PSO）

这些算法各有优缺点，涉及到简单性、快速收敛性、额外硬件以及成本等方面。本文提出了一种用于电池连接的太阳能电动汽车MPPT的可变P&O方法，仿真结果表明该方法具有一定的实用性和价值。

2. PV面板

从数学角度来看，光伏太阳能电池的表达式如下：
[I = I_{sc} - I_{o}(e^{\frac{qv}{kT}} - 1)]
[V_{oc} = \frac{kT}{q}\ln(\frac{I_{sc}}{I_{O}} + 1)]
其中：
- (I_{cell})：光伏电池电流（A）
- (I_{sc})：短路时的光伏电池电流（A）
- (V_{cell})