2.光伏水泵系统控制策略研究
为了获得光伏水泵系统的最优性能，对控制策略的研究是必不可少的。主要包括最大功率点跟踪（MPPT）技术和电机控制技术。
2.1光伏水泵系统最大功率点跟踪控制
2.1.1光伏水泵系统MPPT控制作用
光伏阵列具有如图4所示的伏安特性，L为光伏水泵系统（光伏电池+控制器+直流电机+水泵）的负载特性曲线。负载特性曲线与不同光照强度时的光伏阵列特性曲线相交于a、b、c、d、e等点，为系统当前的工作点，并非光伏阵列可提供的最大功率点a'、b'、c'、d'、e'，如图4中阴影线所示的面积是被浪费的阵列容量。为了匹配光伏阵列输出特性与负载曲线，光伏水泵系统MPPT技术被广泛应用，使得系统工作在pmax位置。
2.1.2光伏水泵系统MPPT控制算法
光伏水泵系统MPPT算法主要有恒定电压法、扰动观察法、电导增量法、神经网络法和模糊控制法等。文献设计一种最大功率点跟踪模拟控制电路，通过给定最大功率点电压与实际电压的误差调节DC/DC变换器的占空比，实现MPPT跟踪。有相关文献采用恒定电压法的最大功率点跟踪算法较之直接耦合的光伏水泵系统多获得20%的扬水。恒定电压控制法控制简单易实现，但是忽略了温度对开路电压的影响。在温差较大的地区，最大功率点电压变化大，最大功率跟踪效果差。扰动观察法，通过扰动光伏阵列的输出电压，观测光伏电池输出功率变化，得到正确的扰动方向，从而实现最大功率点跟踪。文献对比分析了参考电压扰动观察法和直接占空比扰动观察法的优劣。前者对温度，光照变化的暂态响应优于后者。但是易受干扰信号的影响，导致系统不稳定，同时系统效率较低。扰动观察法算法简单，容易实现，是比较常用的方法，但是在最大功率点存在振荡和误判问题。电导增量法包括定步长电导增量法和变步长电导增量法。定步长电导增量法在选择步长上无法兼顾控制精度和跟踪速度；变步长电导增量法有效地解决了定步长所带来的控制精度与跟踪速度间的矛盾，能够快速、准确地完成光伏阵列最大功率点的跟踪。
此外，神经网络法、模糊逻辑算法、纹波矫正法等也可实现光伏水泵系统的最大功率点跟踪，但算法复杂，实现较难。虽然MPPT算法很多，但是每种算法都有一定的适用范围和各自的优缺点，具体应用时应该合理选择。
（未完待续……）
