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CE
NB
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ZE
PS
PB
NB
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ZE
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NS
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ZE
ZE
NB
NB
NB
表1 模糊规则推理表
3.4 清晰化
清晰化是指根据输出模糊子集的隶属度计算出确定的输出变量的数值。本文清晰化采用面积重心法。面积重心法的计算公式如下：
 （4）
式中， 为模糊逻辑控制器输出的电压校正值。根据给出的隶属度函数，E、CE按照其取值对应于相应的语言变量，依据表1可以判断出输出变量对应的语言变量，该语言变量在隶属度函数中对应的数值区间的中心值即为 。 是对应于权值，由隶属度函数决定E、CE对应于相应的语言变量的权值根据MAX-MIN方法计算得到。
4 仿真实验
4.1 仿真模型
本文中的逆变器拓扑结构为单相全桥，采用电流内环、直流电压中环以及MPPT功率外环的三闭环控制[3]。电流内环主要由电网电压和电流采样环节、电压同步环节、电流调节器、PWM调制和驱动环节等组成，以此实现直流到交流的逆变以及网侧单位功率因数正弦波电流控制；直流电压中环主要由直流母线电压检测、电压调节器等组成，以调节直流母线电压；MPPT功率外环主要由输入功率采样环节和功率点控制环节等组成，MPPT功率外环的输出作为直流电压中环的直流电压指令，通过直流电压中环的电压调节来搜索光伏电池的MPP，从而使并网光伏系统实现MPPT运行。图5为并网光伏发电系统的仿真模型，根据光伏电池的数学模型，通过Matlab/simulink对光伏电池进行建模并封装，光伏电池的光照强度和环境温度的变化由signal builder模拟，系统中的部分算法和传递函数采用S-funtion builder编写实现，PWM模块采用DDS算法来实现逆变器输出电流对电网电压的相位跟踪。
图5 并网光伏发电系统的仿真模型
4.2 仿真结果
在仿真过程中，算法采用ode23tb，仿真时间设置为4s，采样周期设置为为5e-7s。图6为当太阳光照强度从1000 突变到800，再由800突变到600 条件下的最大功率点跟踪曲线。从图中可以明显看出，模糊控制法在0.15s处基本已经跟踪到最大功率点，并且比较稳定；而扰动观测法则在0.45s处才能跟踪到最大功率点，并且由于存在一定的扰动步长而未真正达到最大功率点，使得输出功率稳定在最大功率点附近的某功率值处。
图6 光照突变条件下的最大功率点跟踪曲线
Fig.8 The curve of MPPT under different irradiance conditions
图7为采用模糊控制的光伏系统逆变器输出电流跟踪电网电压的过程。从图中可以看出逆变器输出电流在0.14s内基本达到与电网电压同频同相，实现单位功率因数并网。
图7 相位跟踪曲线
综上分析可知，采用模糊控制的光伏并网发电系统具有良好的系统响应特性和系统稳态特性，使输出功率稳定在最大功率点处。
5 结语
本文对光伏电池的工作特性进行详尽分析并建立仿真模型，在分析几种传统最大功率点跟踪方法的缺点后，提出了基于模糊控制的最大功率点算法。仿真结果表明：模糊控制法可以有效提高光伏电池的能量利用率，当外界光照强度变化时，系统能迅速稳定在最大功率点处，提高系统的动态特性和稳态性能。
【参考文献】
[1] 禹华军，潘俊民.光伏电池输出特性与最大功率跟踪的仿真分析.计算机仿真[J].2005，22(6):248~252
[2] 曹旭阳. 独立光伏路灯系统MPPT控制器设计.[硕士论文] ．青岛：中国海洋大学.2007
[3] 李维波. MATLAB在电气工程中的应用[M]. 北京：中国电力出版社,2007
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