Введение. 
Анализ алгоритмов управления регулятором точки максимальной мощности для солнечных батарей

В системах использующих солнечную энергию для повышения эффективности работы солнечных батарей вводят регулятор точки максимальной мощности (РТММ) [1,2]. РТММ постоянно определяет мгновенную мощность путём непрерывного измерения напряжения и тока и использует эту информацию для изменения рабочей точки преобразователя. Таким образом, регулируется уровень зарядного тока демпфирующей системы и достигается максимальная выходная мощность, независимо от условий работы преобразователя (мощности нагрузки, уровня освещённости, температуры).

Для управления РТММ существует ряд алгоритмов [3]:

• — алгоритм случайных возмущений (perturb and observe method) [4]
• — алгоритм постоянного напряжения (тока) (constant voltage (current) method) [5]
• — алгоритм дополненной проводимости (incremental conductance method) [6]

Алгоритм случайных возмущений, является наиболее распространенным и используемым в РТММ [7]. Однако нельзя сказать, что этот алгоритм является лучшим.

Для тестирования и сравнительного анализа алгоритмов использовалась Simulink модель понижающего преобразователя (рис. 1). Компоненты модели были реализованы при помощи компонентов физического моделирования — SimScape. При этом для увеличения производительности модели пренебрегаем динамическими потерями на ключевых элементах.

Моделирование работы алгоритмов проводилось для различных характеристик изменения освещенности с течением времени. Для сравнения общей производительности алгоритмов бралась суммарная выделенная на нагрузке мощность, за промежуток тестирования по сравнению с мощностью максимально возможной при тех же условиях для данной солнечной батареи.

Рис. 1 Схема модели понижающего преобразователя

При сравнении различных алгоритмов РТММ, используется формула (1).

(1).

где — реальная мощность, выделяемая массивом солнечных батарей под управлением РТММ; - максимально возможная мощность при тех же условиях для данной солнечной батареи.

Максимально возможная мощность рассчитывается по формуле (2).

(2).

где — мощность солнечного света, поступающего на солнечные батареи; - коэффициент преобразования солнечной батареи.