基于闭环控制的光伏系统MPPT要点综述
基于模糊控制的光伏发电系统MPPT概要
0引言随着社会经济的快速发展,能源的年消费量逐渐增加,常规能源资源面临日益枯竭的窘境,迫切需要以清洁、无污染、可再生的新能源来补充和替代。
光伏发电具有无污染、无噪音、取之不尽,用之不竭等优点,越来越受到关注,在未来的供电系统中将占有重要的地位。
光伏电池的输出特性受外界环境的影响大,电池表面温度和日照强度的变化都会导致输出特性发生较大的变化。
另外,光伏电池的转换效率很低,价格昂贵,初期投入大,因此有必要采用最大功率跟踪控制来提高光伏系统的效率。
最大功率跟踪(Maximum Power Point Track-ing,MPPT通常是以功率作为变量进行反馈控制,它起到光伏电池内阻与外部负载阻抗匹配的作用。
最大功率跟踪控制算法常采用固定电压法、!基于模糊控制的光伏发电系统MPPT乔兴宏1,2,3,吴必军1,2,王坤林1,2,吝红军1,2,3(1.中国科学院广州能源研究所,广东广州510640;2.中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东广州510640;3.中国科学院研究生院,北京100039摘要:光伏电池的输出功率随外部环境和负载的变化而变化,为充分发挥光伏器件的效能,需采用最大功率点跟踪电路。
根据最大功率点跟踪的基本原理及常用光伏发电系统控制的优缺点,提出了一种基于模糊控制,具有在线参数调整的自适应占空比扰动法。
该方法在不干扰系统正常工作的情况下,能迅速地感知外界的环境变化。
实验结果证明,该方法能够快速、准确地跟踪太阳能电池的最大功率点。
关键词:光伏;最大功率点跟踪;模糊控制;Matlab/Simulink中图分类号:TP273;TK514文献标志码:A文章编号:1671-5292(200805-0013-04Maximum power point tracking by using fuzzy control combined with PID for photovoltaic energy generation systemQIAO Xing-hong1,2,3,WU Bi-jun1,2,WANG Kun-lin1,2,LIN Hong-jun1,2,3(1.Guangzhou Institute of Energy Conversion,Chinese Academy ofScience,Guangzhou510640,China;2.KeyLaboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate,CASe,Guangzhou510640,China;3.Graduate School of Chinese Academy ofScience,Beijing100039,China收稿日期:2007-11-21。
光伏最大功率点跟踪系统MPPT的设计【文献综述】
毕业设计开题报告电气工程及其自动化光伏最大功率点跟踪系统MPPT的设计1前言部分随着社会生产的日益发展，人们对能源的需求每天都在增加，全世界对能源的消耗在1970年约为83亿吨标准煤，而在1995年，这种消耗达到了140亿吨标准煤，25年间增长了69.7%，到2020年，全世界对能源的消耗预计将达到195亿吨标准煤。
如果人类对能源的需求以目前的速度增长，根据公式计算，全世界的石油将在40年后被消耗殆尽，天然气和煤业最多能维持60年和200年左右。
由此可见，研究和开发新能源的需求十分迫切，采用新能源和可再生能源不仅能解决能源短缺的问题，还能保护生态环境，减少污染，是走经济社会可持续发展的重大措施。
太阳能资源丰富、分布广发、可再生、无污染，是当今国际社会公认的理想能源替代品[1]。
能源危机迫在眉睫。
根据对石油储量的综合估算，可支配的传统能源的极限大约为1180到1510亿吨，以1995年世界石油的年开采量33.2亿吨计算，石油储量大约在2040左右年宣告枯竭;天然气储备估计在131800到152900兆立方米，年开采量维持在2300兆立方米，将在60年内枯蝎;煤的储量约为5600亿吨，1995年煤炭开采量为33亿吨，可以供应169年;铀的年开采量目前为每年6万吨，根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期;核聚变到2050年还没有实现的希望。
传统能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终将葬送现代市场经济[2]。
事实上，近10年来，中东及海湾地区与非洲的战争都是由传统能源的重新配置与分配而引发。
总之，能源危机随时会爆发，它的爆发将具有爆炸性[3]!当今世界太阳能光伏技术的利用，特别是在非洲、美洲、澳洲、亚洲各国，其增长幅度相当大，只要原因是近几年来太阳能电池、电力电子及微电子技术的快速发展，以及人们环保意识的不断增强[4]。
太阳能发电与其他发电系统相比具有许多优点：1.太阳能取之不尽，用之不竭，每天照射到地球上的太阳能是人类消耗的能量的6000倍。
关于光伏阵列的MPPT算法综述
关于光伏阵列的MPPT算法综述陈科;范兴明;黎珏强;韦颖龙【摘要】针对光伏电池非线性输出特性存在最大功率输出的问题,只有实现最大功率点的跟踪(MPPT)才能提高太阳能电池的效率.分析了最大功率点跟踪的常用方法,即恒定电压控制法、扰动观测法、导纳增量法、功率回授法以及模糊控制法等,并对几种常见的MPPT方法进行比较和分析,为实现光伏并网控制器中重要环节的设计与实现提供参考.%Aiming at the nonlinear output characteristics of photovoltaic cells with the high power output, it is necessary to realize the maximum power point tracking (MPPT) for improving the efficiency of solar cells. The review analyzed the maximum power point tracking methods .such as constant voltage control > disturbance observation, admittance incremental approach, power back to grant and fuzzy control et al. The common MPPT methods were compared and analyzed in order to design and realize photovoltaic (pv) grid controller.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2011(031)005【总页数】5页(P386-390)【关键词】光伏阵列;最大功率点跟踪;算法分析;光伏并网【作者】陈科;范兴明;黎珏强;韦颖龙【作者单位】桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TM83随着经济发展的能源需求日益增长，常规能源越来越供不应求，然而其大量使用造成了世界范围的环境污染和生态恶化，使得新能源的开发成为当今世界的必然发展趋势。
光伏发电系统MPPT控制方法的研究概要
华北电力大学（保定）硕士学位论文光伏发电系统MPPT控制方法的研究姓名：王岩申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：李鹏20071215华北电力大学硕士论文摘要摘要能源犹如人体的血液。
太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。
随着能源危机与环境污染的加剧，太阳能的利用越来越受到人们的重视，而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。
本文针对如何提高太阳能光伏发电系统的转换效率，从建模仿真方面对具有最大功率点跟踪的控制器进行了研究，提出了一种基于模糊参数自校正ＰＩＤ控制实现最大功率点跟踪的方法，仿真表明该方法能够很好的处理好控制精度和速度这一矛盾，使光伏系统始终输出最大功率。
光伏并网是光伏发电未来发展的大趋势，将该控制策略应用于单极式光伏并网系统最大功率点跟踪控制，并结合消谐ＰＷＭ控制，实现了系统的高效率并网运行。
关键词：光伏系统，最大功率点跟踪，模糊参数自校正ＰｌＤ控制，消谐ＰｗＭ控制ＡＢＳＴＲＡＣＴＥｎｅｒｇｙｓｏｕｒＣｅｓａｒｅｌｉｋｅｔｈｅｂｏｄｙｂｌｏｏｄ．ＡｓｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄａｎｏＶｅｌｇｒｅｅｎａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｗｏｒｓｉｎｇｏｆｂａｓｅｄｏｎｉｓａｂｕｎｄａｎｔ，ｎｏｎ－ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ．ＷｉｔｈｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃＩｌｉｓｉｓａｎｄｅｎＶｉｒｏｍｅｎｔｐｏｌｌｕｔｉｏｎｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ０１ａｒｅｎｅ玛ｙｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄ１０ｔｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｏｌａｒｐｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃｅｎｅｒｇｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｆｏｃｕｓｗｈｉｃｈｐｅｏｐｌｅａｔｔｅｎｄｔｏ．Ａｉｍｓａｔｈｏｗｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｆ矗ｃｉｅｎｃｙｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｆ．ｏｒｔｈｅｐｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｈｅｔｈｅｓｏｌａｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｉｔｈｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｋｉｎｇ（ＭＰＰＴ）ａＩｌｄｆｕｚｚｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｌｆ．ｎｌｎｉｎｇＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒｔｏａｃｈｉｅＶｅｔｈｅＭＰＰＴｃｏｎｔｒｏｌｏｆＰＶｓｙｓｔｅｍ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｄｏｐｔｅｄｈａｓｇａｉｎｅｄｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙｓａｔｉｓｆ．ａｃｔｏｒｙｅｆｆ．ｅｃｔｓｉｎｈａｎｄｌｉｎｇｂｏｔｈｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｐｅｅｄ，ａｎｄｋｅｐｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｏｒｋｉｎｇｉｎＶａｒｉａｂｌｙｗｉｔｈｔｈｅｇｒｅａｔｅｓｔｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒ．Ｔｈｅ鲈ｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄＰＶｓｙｓｔｅｍｅｎｊｏｙｓｂｒｉｇｈｔｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｔｈｅ如ｔｕｒｅ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐｏｗｅｒｐｏｉｎｔｔｒａｃｋｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｏｆｓｉｎｇｌｅ—ｓｔａｇｅ鲥ｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄＰＶｓｙｓｔｅｍｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｈａｍｏｎｉｃｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｎｖｅｒｔｅｒｔｏａｃｈｉｅＶｅｇｒｉｄ—ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｅｆ－矗ｃｉｅｎｃｙ．、ⅣａｎｇＹＡｎ（ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍａｎｄｉｔｓＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）Ｄｉｒ．ｅｃｔｅｄｂｙｐＩ．ｏ￡ＬｉＰｅｎｇＫＥＹＷｏＲＤＳ：ｐｈｏｔｏＶｏｌｔａｉｃｓｙｓｔｅｍ，ＭＰＰＴ，ｔｈｅｆｌ您ｚｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｌｆ－ｔｕｎｉｎｇＰｌＤｃｏｎｔｒｏｌ’ｈａｒｍｏｎｉｃｅⅡＩＩｌｉｎａｔｉｏｎＰＷＭｃｏｎｔｒｏｌ华北电力大学硕士论文摘要摘要能源犹如人体的血液。
光伏发电中MPPT控制方法综述
光伏发电中MPPT控制方法综述在光伏发电系统里，为了能充分利用光伏发电功率，最大功率点跟踪（MPPT）起着无法替代的作用。
本文将进行具体的分析，以供参考。
标签：光伏发电；MPPT；控制；应用1、前言光伏產业是当今世界上增速最快的行业之一。
为了实现环境和能源的可持续发展，光伏发电已成为很多国家发展新能源的重点，光伏发电将是未来主要的能量来源。
为了充分利用太阳能源，通过最大功率点跟踪（MPPT）的控制方法来使能量最大化以逐渐成为发展趋势。
2、常见的MPPT控制方法2.1 扰动观测法扰动观测法是最大功率跟踪算法中使用最广泛的一种算法，基本思想是：首先增加或减小光伏电池板的输出电压（或电流），然后观测光伏电池输出功率的变化，根据功率变化再连续改变电压（或电流）的幅值，使光伏电池输出功率最终工作于最大功率点。
扰动观察法由于简单易行而被广泛用于MPPT控制中，但随着研究的深入，该方法存在的不足之处逐渐显现出来，即存在震荡和误判的问题。
在实际应用过程中，由于检测精度和计算速度的限制，电压扰动的步长一般是一个定值，在这种情况下，就会产生震荡。
当步长越小时，震荡就越小，跟踪的速度就越慢。
要想达到理想的状态，就要在速度和精度做权衡考虑。
在扰动观察算法运行过程中，当工作电压达到最大功率点附近时，由于步长恒定，有些情况下，工作电压会跨过最大功率点，改变扰动方向后，工作电压再一次反向跨过最大功率点，如此往复循环，即出现了震荡，即扰动观察法的震荡问题。
当日照，温度等外界条件发生变化时，光伏阵列的特性缺陷也会跟着发生变化。
而扰动算法却无法察觉到，算法还认为是在一条曲线上进行扰动观察，此时就会出现扰动方向误判的情况，即扰动观测法的误判问题。
定步长的扰动观测法存在震荡和误判的问题，使系统不能准确的跟踪到最大功率点，造成了能量损失，因此需要对上述定步长的扰动观测法进行改进。
其中，基于变步长的扰动观测法可以在减小震荡的同时，使系统更快的跟踪到最大功率点；基于功率预测的扰动观测法可以解决外部环境剧烈变化时所产生的误判现象；基于滞环比较的扰动观测法在最大功率点跟踪过程中的震荡和误判这两方面均有较好的性能。
光伏发电系统的MPPT控制算法研究
光伏发电系统的MPPT控制算法研究随着可再生能源的重要性日益凸显，太阳能光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源供应方式，受到了广泛关注。
然而，光伏发电系统中存在一个重要的问题，即太阳能电池组的最大功率点（Maximum Power Point，简称MPPT）跟踪控制。
本文将探讨不同的MPPT控制算法，并分析其优缺点。
一、传统的光伏发电系统MPPT控制算法传统的MPPT控制算法主要包括开环控制和闭环控制两种形式。
开环控制算法主要依赖于模糊控制、PID控制和全局搜索等方式，通过调整光伏电池组的电压和电流来实现最大功率点跟踪。
然而，开环控制算法具有很大的局限性，容易受环境变化和外界干扰的影响，难以保持稳定的跟踪效果。
闭环控制算法通过监测光伏电池组的电压和电流，并将其与期望值进行比较，然后调整光伏电池组的工作状态，以实现最大功率点跟踪。
闭环控制算法具有更好的稳定性和鲁棒性，能够适应各种环境条件和外界干扰，但在一些特定情况下可能无法有效跟踪最大功率点。
二、改进的MPPT控制算法为了解决传统MPPT控制算法存在的问题，研究者们提出了许多改进的算法，如模型预测控制算法、人工智能算法和混合算法等。
模型预测控制算法通过建立光伏发电系统的动态数学模型，预测未来一段时间内的光照条件，并根据预测结果调整光伏电池组的工作状态，以实现最大功率点跟踪。
该算法具有较好的响应速度和适应性，但对模型的准确性要求较高，且计算量大。
人工智能算法，如神经网络和遗传算法等，通过训练和优化模型来实现光伏发电系统的MPPT控制。
这些算法具有较强的自学习和优化能力，能够适应光照条件和光伏电池组参数的变化，但其计算复杂度较高，运行速度慢。
混合算法结合了不同的MPPT控制算法，旨在克服各自算法的局限性，提高最大功率点跟踪效果。
例如，将模型预测控制算法和人工智能算法相结合，利用神经网络预测光照条件，然后通过遗传算法优化控制策略，可以提高系统的鲁棒性和精确性。
光伏发电中MPPT控制方法综述
光伏发电中MPPT控制方法综述作者：肖超群来源：《中国房地产业·中旬》2017年第12期摘要：在光伏发电系统里，为了能充分利用光伏发电功率，最大功率点跟踪（MPPT）起着无法替代的作用。
本文将进行具体的分析，以供参考。
关键词：光伏发电；MPPT；控制；应用1、前言光伏产业是当今世界上增速最快的行业之一。
为了实现环境和能源的可持续发展，光伏发电已成为很多国家发展新能源的重点，光伏发电将是未来主要的能量来源。
为了充分利用太阳能源，通过最大功率点跟踪（MPPT）的控制方法来使能量最大化以逐渐成为发展趋势。
2、常见的MPPT控制方法2.1 扰动观测法扰动观测法是最大功率跟踪算法中使用最广泛的一种算法，基本思想是：首先增加或减小光伏电池板的输出电压（或电流），然后观测光伏电池输出功率的变化，根据功率变化再连续改变电压（或电流）的幅值，使光伏电池输出功率最终工作于最大功率点。
扰动观察法由于简单易行而被广泛用于MPPT控制中，但随着研究的深入，该方法存在的不足之处逐渐显现出来，即存在震荡和误判的问题。
在实际应用过程中，由于检测精度和计算速度的限制，电压扰动的步长一般是一个定值，在这种情况下，就会产生震荡。
当步长越小时，震荡就越小，跟踪的速度就越慢。
要想达到理想的状态，就要在速度和精度做权衡考虑。
在扰动观察算法运行过程中，当工作电压达到最大功率点附近时，由于步长恒定，有些情况下，工作电压会跨过最大功率点，改变扰动方向后，工作电压再一次反向跨过最大功率点，如此往复循环，即出现了震荡，即扰动观察法的震荡问题。
当日照，温度等外界条件发生变化时，光伏阵列的特性缺陷也会跟着发生变化。
而扰动算法却无法察觉到，算法还认为是在一条曲线上进行扰动观察，此时就会出现扰动方向误判的情况，即扰动观测法的误判问题。
定步长的扰动观测法存在震荡和误判的问题，使系统不能准确的跟踪到最大功率点，造成了能量损失，因此需要对上述定步长的扰动观测法进行改进。
光伏系统的最大功率点跟踪控制方法研究
光伏系统的最大功率点跟踪控制方法研究光伏系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制方法是为了最大化太阳能电池阵列的输出功率而设计的一种控制策略。
光伏系统的输出功率与太阳辐射强度、温度和负载电阻等因素有关，而最大功率点则是指在特定时刻下能够实现最大输出功率的工作点。
1. Perturb and Observe （P&O）方法: 这是一种最常见和简单的MPPT控制方法，它通过连续微小的施加扰动来改变系统工作点，然后观察输出功率的变化情况。
如果输出功率增加，则继续在同一方向施加扰动，直到输出功率开始减少为止。
通过周期性的扰动调整，系统最终能够找到最大功率点。
2. Incremental Conductance 方法: 这种方法通过测量和比较电流斜率来确定工作点。
当电流斜率等于零时，系统工作在最大功率点上。
与P&O方法相比，Incremental Conductance方法对环境条件的变化更敏感，能够更快地跟踪到最大功率点。
3. 全局极值寻优方法: 全局极值寻优方法利用数学模型和算法来寻找系统的最大功率点。
常用的算法包括遗传算法、人工神经网络和粒子群优化等。
这些算法通过计算和比较不同工作点的功率值，来确定最大功率点。
虽然这些方法能够精确地找到最大功率点，但计算量较大，适用于较为复杂的光伏系统。
光伏系统的最大功率点跟踪控制方法有P&O、Incremental Conductance和全局极值寻优等方法。
根据不同的应用场景和需求，选择合适的控制方法可以有效提高光伏系统的输出功率和效率。
随着技术的不断发展，未来可能会有更多更高效的MPPT控制方法被提出。
MPPT总结
MPPT方法原理优点缺点电压回授法CVT（跟踪恒定电压）由U-I曲线和负载曲线的交点可以看出，在不同的环境温度下，工作点在一个恒压的连线上。
即只要保证阵列的输出电压为常数就可以保证该温度下阵列输出最大功率，于是最大功率跟踪器就简化成一个恒压器，这种方法是一种近似最大功率法。
控制简单，可靠性高，稳定性好，易于实现，比一般的光伏能多获得20%的能量，忽略了温度毒太阳能电池开路电压的影响。
温度升高，电池开路电压下降，所以最大功率点对应的电压Um也随之变化。
对于四季温度变化较大和日温相差较大的地区很不适用。
开路电压法OCV（跟踪变化的电压）辐射度的变化对功率的影响比电池板温度的影响大。
而不同辐射度下最大功率点对应的Um的变化不大，而Um/Uo的比值由实验测定是定值0.76。
OCV根据测得的开路电压，取开路电压的76%作为最大功率点的参考电压，并在一定的时间内保持不变。
OCV不会产生在最大功率点附近的振荡，结构简单、可以用廉价的模拟电路实现。
要不停地断开开关来测量阵列的开路电压——导致光伏阵列无法持续的供电。
另外，Um/Uo并不一定是常熟0.76，景泰误差大，能量转换率低短路电流法SEC 在同一辐射度下最大功率点对应的输出电流Im/短路电流Ia近似=0.91。
原理和开路电压法类似。
由于Ia随着辐射度变化而变化较大，需要在逆变器中添加周期性开光来测量，比开路电压法复杂许多。
功率回授法PFB 与电压回授法类似，CVT无法在瞬息变化的气候条件下自动跟踪最大功率点。
PFB算法中添加输出功率对电压变化率的逻辑判断，以便能随着气候的变化跟踪最大功率点。
由U-I图可知，斜率为0的点即为最大功率点。
PFB法通过采集太阳能电池阵列的电压值和电流值计算功率，有本次计算的功率和上次功率对比，来调整输出电压值，就可以动态的跟踪不同日照强度和温度下的最大功率点。
可以减少能量损耗，提升整体效率，较为复杂，要很多的计算过程，可靠性和稳定性不佳，实际很少采用。
光伏发电系统的MPPT控制技术
光伏发电系统的MPPT控制技术摘要在绿色再生能源得到广泛应用的今天，太阳能因为其独特的优势而得到青睐。
但因为光伏电池的输出特性受外界环境因素影响大，而且，光伏电池的光电转换效率低且价格昂贵，光伏发电系统的初期投入较大，为有效利用太阳能，需要对光伏发电系统加以有效的控制。
本文着重对光伏阵列的最大功率点跟踪控制技术进行了详细的理论分析，建立了 MATLAB 仿真模型，提出了相应的控制策略，并进行了实验验证。
首先，本文对光伏发电系统的组成进行了分析，光伏发电系统主要包括光伏阵列、电力电子变换器、储能系统和负载等。
根据光伏发电系统和电网的关系，还可以把它分为独立发电系统和并网发电系统。
然后，本文对光伏电池的电气特性进行了分析，并建立了光伏电池的仿真模型。
同时，本文对常用的最大功率点跟踪（MPPT）方法：恒定电压法（CVT）、导纳增量法（Incremental Conductance）、扰动观测法（P&O）进行了仔细的分析，并提出了几种改进的方法：开路电压法（Open Circuit）、最优梯度法、三点重心比较法。
这些方法各有千秋，在不同的应用场合各有所长。
再者，对于不同形式的光伏发电系统，在最大功率点跟踪实现上采用了不同的控制策略。
本文仔细分析了单级式系统和双级式系统的特点，对于不同形式的光伏发电系统分别提出了不同的最大功率点跟踪实现策略，并分别进行了仿真分析，仿真结果表明不同的控制策略都是可行的。
最后，根据双级式系统的方案设计了一套硬件系统，从实践上验证了控制方案的可行性，实验结果表明，所设计的系统能够较好的完成最大功率点跟踪。
关键词：太阳能、光伏发电系统、逆变器、单级式光伏发电系统、双级式光伏发电系统、最大功率点跟踪。
AbstractWith the green and renewable energy be widely used, solar energy is accepted commonly because of its unusual advantages. But the output of photovoltaic(PV) array is influenced by the environmental factors, and PV array have relatively low conversion efficiency and is expensive. In order to reduce the overall system cost and extract the maximum possible solar energy, we should control the PV system effectively. This paper focuses on MPPT control techniques of PV array, analyses the theory particularly, establishes simulation model with MATLAB software, presents control strategies relevantly, and validated by experimental results. Firstly, this paper analyses the composing of the PV system. It is composed by PV array、power electronics converters、power storage system and loads. We can divide the PV system into two types: stand-alone PV system and grid-connected PV system by the relationship with the grid. Secondly, this paper analyses the electrical characteristics of PV cell and establishes simulation model, and also analyses commonly used MPPT methods, such as CVT method、Incremental Conductance method、P&O method. And then presents three improved methods: Open Circuit method、Optimal Gradientmethod、Three-Point Weight Comparison method. These methods each has his strong point and can be used in different field. Thirdly, for different PV system, we can use different control strategies. This paper analyses the characteristics of single-stage system and double-stage system, and then presents different MPPT control strategies. Simulation results show that both strategies are feasible.Finally, a hardware system is designed with double-stage to validate the feasibility of the control strategies. Experimental results show that the system can tract the maximum power point.。
浅析光伏系统中MPPT控制算法
- 15 -高 新 技 术０ 引言随着传统能源中化石燃料和石油资源的不断持续枯竭，同时传统能源对环境污染的日益加剧，可再生能源越来越受到学者们的关注。
太阳能是最好的绿色能源之一，其具有广泛的覆盖范围、生态友好性、易于获取等特性，被学者们视为未来传统能源的最佳替代品。
因此，如何提高太阳能的转换效率成了许多研究人员的重点。
最大功率追踪技术（Maximum Power Point Tracking，MPPT）成了解决这一问题的关键技术。
１ 最大功率点跟踪技术最大功率点跟踪技术是通过将光伏阵列的外部负载阻抗和内部阻抗相匹配，使得光伏阵列输出最大功率的方法。
传统的MPPT 控制方法有扰动观察法、固定电压法、电导增量法等。
随着智能算法的出现，控制方法出现了蚁群算法、萤火虫算法、人工蜂群算法等，本文综合介绍了这6种算法的基本原理及其优劣势。
１．１ ＭＰＰＴ技术的必要性光伏发电系统输出功率可以看作是与温度和日照强度相关的非线性函数，其不仅受外界环境影响，还会随着外界负载的变化而改变。
光伏电池的成本较高，对太阳能的转换效率低等缺陷，因此通过MPPT 技术，实时调整光伏系统的工作点，使工作点不断在MPP 附近，提高电能的转换效率。
１．２ ＭＰＰＴ技术的原理光伏发电系统中，通过实验可知，光伏电池内阻一定时，可以通过调整外界负载阻抗，使得外阻抗与内阻抗相等，从而可以获得最大输出功率。
但由于外界环境的影响，光伏电池内阻是在不断变化的，因此通过直接调整内外阻抗值来输出最大功率的方法难以实现。
最常用的方法是在光伏阵列和外界负载中间加入DC/DC 变换器，可以通过变换器中元件的占空比D 来控制光伏电池的内阻大小，这样在外界环境的影响下，通过PWM 技术来改变占空比，进而改变内阻大小，使其与外阻抗相等，实现光伏阵列在最大功率点工作，被称作为最大功率点跟踪（MPPT）算法。
MPPT 算法的基本工作原理：当系统的工作电压比最大功率点处的电压小时，光伏系统的输出功率与电池的输出电压是成正比的关系；当系统电压超过最大功率点处的电压时，随着输出电压的增加，系统的输出功率反而减小。
光伏发电系统中的MPPT技术研究
光伏发电系统中的MPPT技术研究随着环保意识的不断提高，太阳能作为新一代清洁能源正成为人们关注的热点。
而光伏发电系统是利用太阳能转换为电能的一种重要技术。
然而，在光伏发电过程中，太阳能电池板输出功率与辐照度和温度等因素密切相关，因此需要采用最大功率点跟踪（MPPT）技术来实现光伏发电系统的最大转换效率。
本文将探讨MPPT技术在光伏发电系统中的应用研究。
一、MPPT技术的原理及分类最大功率点跟踪技术(MPPT)是一种分析太阳能电池在不同辐照度和温度下的工作特性的技术，以确定太阳能电池的最大工作点，使太阳能电池输出的电能转换效率最高。
MPPT技术原理有两种：模拟和数字。
模拟MPPT技术是使用一些传统的电路器件进行电压或电流变化的测量，通过计算求解出最大功率点，并控制电荷控制器输出电压和电流来不断调整太阳能电池板工作点。
相对而言，数字MPPT技术则采用数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）等数字电路对太阳能电池板的电压、电流和输出功率进行实时监测和分析，然后通过软件算法来实现最大功率点跟踪的控制。
根据控制极点的不同，MPPT技术还可以分为定态响应型和动态响应型。
定态响应型是指在实际操作中，控制器对太阳能电池板电压、电流和输出功率的计算公式固定不变。
而动态响应型则采用更为灵活的控制方法，可以根据太阳能电池板的瞬态特性实时调整计算公式，以确保最大功率点具有更强的稳定性和实用性。
二、MPPT技术在光伏发电系统中的应用研究MPPT技术在光伏发电系统中得到了广泛的应用。
其中，目前较为流行的是基于动态响应型数字控制器的MPPT技术。
该技术采用多种功率点跟踪算法，实现太阳能电池板工作点的快速、精确和稳定跟踪，提高了光伏发电系统的效率和可靠性，具有广泛的应用前景。
在实际应用中，MPPT技术还有许多值得探讨的问题。
例如，如何优化MPPT算法，提高最大转换效率和动态响应特性；如何选取合适的数学模型和控制算法来构建MPPT系统；如何集成MPPT控制器与光伏发电系统的其他控制模块等。
光伏发电系统常用Mppt算法仿真分析综述
的输 出功 率 也会 变化 ， 是存 在一 个最 大 功率 点 尸 但 ｍ
以及 与最 大功率 点 相对 应 的电压 和 电流 ，。 当 ｍ
收稿 日期 ：０ ２ ０ — ０ ２ １— ３ ２
有 恒 电压跟 踪 （ Ｖ ）扰 动 观察法 （ ＆ 、 Ｃ Ｔ、 Ｐ Ｑ） 电导增量
一
０ 一
第 １卷 ５
工 作 环 境 变 化 时 ，特 别 是 １ 度 和 环 境 温 度 变化 ３照
时 ，太 阳能 电池 阵 列 的输 出特 性 曲线 也 随之 变化 ，
与之相 对应 的最 大功 率点 也 随之 改变 ，为 了实时从 光 伏 阵列获 得最 大输 出功 率，需 要在 光伏 发 电系 统 中实现 最大 功率 点 的跟 踪控 制 。 普 遍 较 常用 的太 阳能 电池 最 大 功 率 点 追踪 法
础 上 ， Ｍａｌｂｓｕ ｌ 中对 这几 种常 用 ＭＰ Ｔ方 在 ｔ ＼ｉｍ ｉ ａ ｎ Ｐ 法 进行 了仿 真分 析 。并 基于这 些 常用简 单 的方 法 总
结 了一 些改 进 的方法 。
１ 光 伏 电池 最 大 功 率 跟 踪 的 原 理
由图 １ 示 的 光伏 电池 ， 和 Ｐ 特性 曲线 所 一 — 可 看 出 ， 伏 阵 列 的 电压 、 光 电流 和 功率 输 ｍ 随光 照
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｆｓ ｖ ｒ ｌｃ ｍｍｏ ｌ ｓ ｄ ｍａ ｉ ｍ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔｔ ｃ ｉ ｇ ａｇ ｒｔ ｍ ｓ ａ ａ ｚ ｄ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｅ ｅ ａ ｏ ｎ ｙ ｕ ｅ ｘｍｕ ｐ ｗｅ ｏ ｎ ｒ ｋ ｎ ｌ ｏ ｈ ｉ ｎ ｙ ｅ ａ ｉ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｅｏ ｓ ｍａ ｅ ｂ Ａ Ｌ ｉ ｌｔ ｎ Ｆ ｎ ｌ ，ｉ ｒ ｖ ｄ ｎ ｉ ｌ ｔｉ ｎ ｉ ｄ ｙ Ｍ Ｔ ＡＢ Ｓ ｍｕ ａｉ ． ｉ ａ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｅ ｏ ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ｏ ｙ ｔ ｏ ｓ ｂ ｓ ｄ ｎ ｔｅ ｐ ｏ ｏ ｅ
光伏电池建模及MPPT控制综述
图1 光伏电池物理模型等效电路这种建模方式的特性可利用电路基础知识得出：（公式（1）中：表示光伏电池光生电流，表示二极管反向饱和电流，串联电阻主要影响最大功率，并联电阻主要由制造缺陷引起，以分流的形式造成功率损失，表示二极管理想因子（取值1≤≤2），是波尔兹曼常为光伏电池温度，为串联光伏单元个数。
如果能够采用精确的半导体参数进行建模，那么这个模型就可较为准确的模为修正系数，可以通过解公式（为短路电流，为开路电压，为最大功率电压（均为标准状况下参数）。
而以上这些参数厂家是向我们提供的，所以，这种建模方式省时省力，但是所有参数均是标准状况下的参数，无法充分仿真不同环境条件作用时，光伏电池的工作情况，于是我们需要一定的修正方法，查阅相关文献后，大致归纳为以下两种修正方法。
下公式：其中：式中，和分别表示参考太阳辐照强度和参考光伏电池板温度，一般取值为。
和分别表示参考光照强度下，电流和电压的温度变化系数。
为光伏电池模块串联电则通过求导取其极值时，得出：上式可以用牛顿迭代法进行迭代求出，即为最大功率点图2 扰动观测法流程图这种控制方式易于理解，需求测量的参数较少，控制简单。
但其实质是不断扰动输出电压，这必然会导致最终的工作点会在最大功率点左右振荡，且扰动步长越大，振荡幅度越大，这会引起一定的功率损失。
同时，当外界环境变化剧烈时，该方式还会产生“误判”的情况，基于这些缺点，改进型扰动观测法应运而生。
（2）改进型扰动观测法改进扰动观测法[6]正如其名，是对扰动观测法的改进。
下图为改进扰动观测法的流程图，方框中的部分即为改进部分，当光伏电池输出电压与光伏电池最大功率点电压的差的绝对值大于修扰动步长时，则使此时输出电压变为最大功率点电压。
这样考虑到了当外界环境变化较为剧烈时，传统的扰动观测法会导致电流或电压崩溃现象，从而产生误动作的情况。
而且，这种方法跟踪速度较传统的扰动观测法更快，功率损耗较小。
图3 改进型扰动观测法流程图（3）电导增量法电导增量法(Incremental Conductance, INC)是基于P-U 线，通过求导取极值点的思想进行工作的。
光伏并网系统中MPPT原理、算法及控制策略
一、光伏电池的主要参数 二、光伏电池输出特性分析 三、最大功率点跟踪MPPT原理 四、MPPT控制策略 五、扰动观察法 六、改进式MPPT控制
一、光伏电池的主要参数
开路电压 短路电流 峰值功率 填充因子 效率
光伏阵列的电气特性
太阳光照强度
图1 光伏组件的输出特性曲线
温度影响
二、光伏电池输出特性分析
四、MPPT控制策略
• • • • • 固定电压法 扰动观察法 增量电导法 短路电流法 智能化控制算法
除此之外，变步长导纳增量法，基于模糊控制的 MPPT方法，基于预测数据的MPPT方法，基于差分方程解 的MPPT方法
五、扰动观察法
扰动观察法时一种闭环的MPPT算法。其基本思路是：首先，扰动光伏阵列的输出电压， 然后测量光伏阵列的输出电压和输出电流，接着比较前后两次功率的大小，最后朝着功率 较大的方向继续扰动。 优点：在太阳光照度发生变 化以后,能够不断地自主跟踪 最大功率点； 缺点：如果使用最小步长的 扰动算法,那么收敛速度十分 缓慢，假如使用大的扰动步 长,则最终不一定能跟踪到最 大功率点。扰动观察法还有 一个问题就是系统不断地在 最大功率点附近扰动,那么工 作点就会在最大功率点附近 来回往复,这种现象称为多点 谐振,导致功率损失。
图2
结温不变，日照强度变化
①光伏电池的短路电流随光照强度增强而变大，两者近似为比例关系;光伏电池的开路电压 在各种日照条件下变化不大； ②光伏电池的最大输出功率随光照强度增强而变大，且在同一日照环境下有唯一的最大输 出功率点。在最大功率点左侧，输出功率随电池端电压上升呈近似线性上升趋势;到达最大 功率点后，输出功率开始快速下降，且下降速度远大于上升速度； ③如图2(a)所示：在虚线A的左侧，光伏电池的特性近似为电流源，右侧近似为电压源。虚 线A对应最大功率点时光伏电池的工作电流，约为电池短路电流的90%； ④如图2(b)所示：结温一定的情况下，光伏电池最大功率点对应的输出电压值基本不变。 该值约为开路电压的76%
太阳能光伏发电系统MPPT综述
ＩＳＳＮ １００９－８９８４ＣＮ ２２－１３２３Ｎ长春工程学院学报（自然科学版）２０１６年第１７卷第３期Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．），２０１６，Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．３ ９／２８３９－４１ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－８９８４．２０１６．０３．００９太阳能光伏发电系统ＭＰＰＴ综述收稿日期：２０１６－０６－０４基金项目：长春市科技局项目（１２０１５０００３）吉林省教育厅项目（２０１５１１６）作者简介：刘文洲（１９６９－），男（汉），吉林长岭，教授主要研究风力发电控制技术及智能微网。
刘文洲１，西灯考２，蔡长青１，李 宁２，刘 巡２（１．长春工程学院电气与信息工程学院，长春１３００１２；２．长春工业大学电气与电子工程学院，长春１３００１２）摘 要：太阳能光伏发电系统的运行需要快速准确地进行最大功率点跟踪，主要介绍了几种常见的太阳能光伏发电系统控制方法，包括恒压跟踪法、电导增量法、扰动观察法以及模糊控制法，分析了各自的优缺点，并指出了ＭＰＰＴ方法的发展趋势。
关键词：太阳能光伏发电系统；ＭＰＰＴ；模糊控制中图分类号：ＴＭ６１５文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－８９８４（２０１６）０３－００３９－０３ 能源是人类社会生存和发展的重要物质基础。
随着人类文明的日益发展，人类对能源的需求也日益增加。
到目前为止，人们所依赖的能源主要是以石油、天然气和煤炭为主体结构的化石能源。
这些化石能源都是不可再生资源，经过人类社会数千年的消耗，特别是自工业革命之后的大量消耗，化石能源即将消耗殆尽，能源危机已然呈现在我们面前。
改变能源结构，发展风能、潮汐能、水能、太阳能等可再生清洁能源，走可持续发展道路，已成为当今世界各国的共识。
与其他新能源相比，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，可利用化最大，是最理想的可再生能源。
近几十年来，随着科学技术的不断进步，太阳能光伏发电成为世界发展最快的行业之一。
基于闭环控制的光伏系统MPPT要点综述
基于闭环控制的光伏系统MPPT要点综述扰动观察法和电导增量法是目前最常用的两种闭环控制最大功率点跟踪（MPPT）算法，文章先对光伏阵列的输出特性进行分析，接着基于扰动观察法和电导增量法，对这两种闭环MPPT算法要点进行分析，最后指出存在问题并提出优化的探讨，具有一定的实践意义。
标签：光伏系统；MPPT；振动观察法；电导增量法引言光伏系统中，如何提高光伏电池的转换效率，以使照到地面上的太阳光子的能量尽可能被吸收转换成电能，从而对发展清洁能源、降低不可再生能源的消耗和碳排放，具有十分重要的意义，而由此产生的最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，即MPPT）跟踪技术也成为了光伏发电系统研究的一个重要方向。
最大功率点跟踪（MPPT）是指根据环境和负载的变化，采用一系列硬件设备和配套软件控制方法，通过控制太阳能光伏发电模块输出电压和输出电流，使输出功率始终保持在光伏模块最大输出功率曲线上，从而最大限度发挥太阳能光伏电池的光电转化效率，这对提高光伏系统的单位面积功率密度和降低投资成本具有重要意义。
实验表明，光伏系统的I-U输出特性随环境温度、光照强度以及负载变化而变化，为非线性关系，这些变化规律能通过PV（Photovoltaic，光伏）的系统状态（PV电池端口电压Upv和电流Ipv）形成控制信号。
传统的MPPT方法可分为开环和闭环MPPT方法，而最常用的闭环MPPT基本方法包括电导增量法（Incremental Conductance，INC）和扰动观察法（Perturbation and Observation Method）。
基于扰动观察法和电导增量法的研究方法的选择上，据国内期刊文献显示，有文献[1]基于扰动观察法和短路电流法对MPPT进行研究，文献[2]利用单片机检测PV端口电压实现对天气变化的扰动法MPPT研究，文献[3]采用零均值电导增量法进行MPPT跟踪的研究，文献[4]应用电导增量法对MPPT跟踪的研究等；文章先对光伏阵列的输出特性进行分析，接着基于扰动观察法和电导增量法算法，对MPPT跟踪要点进行分析，然后指出存在问题并进行优化探讨，最后形成结论。
mppt工作总结
mppt工作总结
MPPT工作总结。
在太阳能发电系统中，最大功率点跟踪（MPPT）控制器是至关重要的部分，它的工作性能直接影响着太阳能电池组的发电效率和系统的整体性能。
在过去的一段时间里，我对MPPT控制器的工作原理和性能进行了深入的研究和总结，现在我将分享我的一些心得体会。
首先，MPPT控制器的工作原理是通过不断调整太阳能电池组的工作点，使其工作在最大功率点上。
这需要通过对太阳能电池组的电压和电流进行实时监测，并根据监测结果来调整电池组的工作点。
在实际应用中，常见的MPPT控制器包括脉冲宽度调制（PWM）控制器和电压频率调制（VFC）控制器等。
其次，MPPT控制器的性能直接影响着太阳能发电系统的发电效率和稳定性。
一个好的MPPT控制器应该能够快速而准确地跟踪最大功率点，同时还要具有良好的抗干扰能力和稳定性，以确保系统在各种环境条件下都能够正常工作并发挥最佳性能。
最后，MPPT控制器的选择和设计需要综合考虑多方面的因素，包括电池组的特性、系统的工作环境、成本和可靠性等。
在实际应用中，我们需要根据具体的情况来选择合适的MPPT控制器，并对其进行合理的设计和调试，以确保系统能够达到最佳的发电效率和稳定性。
总的来说，MPPT控制器在太阳能发电系统中扮演着非常重要的角色，其工作性能直接影响着系统的整体性能。
通过对MPPT控制器的深入研究和总结，我对其工作原理和性能有了更深入的理解，相信在今后的工作中能够更好地应用和优化MPPT控制器，为太阳能发电系统的发展贡献自己的力量。
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图 ３为 ＰＶ电池 在一 定 光 照条 件 下 的负 载 曲线 和 输 出特 性 曲线
输出特性进行 分析 ，接着基于扰动观察法 和电导增量法算法 ，对 的 Ｉ—ｕ 图 ，由 图可 见 ，负 载 线 与光 伏 电 池输 出特 性 曲线 交 于 ａ点 ，工
ＭＰＰＴ跟 踪要 点 进 行分 析 ，然 后 指 出存 在 问题 并进 行 优 化探 讨 ，最 后 作 点 随光 伏 模块 的 Ｉ—ｕ特 性 和 负 载线 的变 化 而变 化 ，工作 点 不 同 ，
罢
及负 载 变 化 而变 化 ，为非 线 性 关 系 ，这些 变 化 规 律 能通 过 ＰＶ（Ｐｈ０１０一
ｖｏｌｔａｉｃ，光伏 ）的系 统状 态 （ＰＶ电 池端 口 电压 Ｕｐｖ和 电流 Ｉｐｖ）形 成 控
制信号。传统的 ＭＰＰＴ方法可分为开环和闭环 方 法 包 括 电 导 增 量 法 （Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ Ｃｏｎｄｕｃ—
形成 结 论 。
光 伏 电池 输 出功 率 也不 同 。在 不 同 的负 载 和环 境 条件 下 ，按 Ｐｍ＝ｕ ·
１光伏 阵 列 的输 出特 性分 析
Ｉ 输出值最大来调整负载阻抗 ，使得 ｕ ·Ｉ ｕ ·Ｉ ，使光伏电能得 到
１．１光 伏 阵列 的电 路模 型 ［３１
最大利用，从而实现 ＭＰＦＦ的控制 。由图 ３可知 ，当只考虑 光伏 电
引 言
数（输 出电流 、开路 电压等 ）是 一个 随光照强度 、温度 以及负 载等因
光伏 系统 中 ，如何提高光伏 电池 的转换效率 ，以使照到地面上 素变化 的变量 。图 ２为太 阳能电池在几种测试条件下 ，即光照强度
的太 阳光 子 的 能 量 尽 可 能被 吸 收转 换 成 电能 ，从 而 对 发 展 清 洁 能 分 别为 １０００Ｗ／ｍ２，６００Ｗ／ｍ２，２００Ｗ／ｍ２，温 度 Ｔ＝２５℃时 的典 型 输 出 特
文献【２】利用单片机检测 ＰＶ端 口电压实现对天气变化 的扰动法 ＭＰ
图 ２ 光 伏 阵 列输 出特 性 曲线
研究 ，文 献【３］采 用零 均 值 电 导增 量 法 进 行 ＭＰＰＴ跟 踪 的研 究 ，文 ２ 光伏 电池模 块 ＭＰＰ
献 ［４］应 用 电导 增 量 法对 ＭＰＰＴ跟踪 的研 究 等 ；文 章先 对 光 伏 阵列 的
载 不 可 调 节 时 ，光 伏 电 池 运 行 在 ａ点 ，该 点 的输 出功 率 小 于最 大 功
ｌ
＋
率（＾＾点）．１∞（≥ＭｏＰ Ｐ）的输 出功 率 。 当负 载 可调 节 时 ，通 过 检 测 光 伏 电 池 的输 出 ｕ、Ｉ，计 算 出 光 伏 电池 输 出功 率 ，再 根 据 ｄＰ／ｄＵ调 整 Ｂｏｏｓｔ升压 变
换器 的占空 比 Ｄ，调节光伏电池的输出电压 ，从而将负载 电压调节
至 （Ｕ。＋△ｕ）处 ，使负载功率从 ａ点右移到（ａ＋△ａ）点 。而（ａ＋Ａａ）点与
光 伏 电池 的 ＭＰＰ曲线 在 同一条 等功 率 线 上 ，此 时 光伏 电池 的输 出
功 率最 大 。当外 界 环 境变 化 时 ，仍 然可 通 过不 断 调整 占空 比 ，实现 光
ｔａｎｃｅ，ＩＮＣ）和扰 动 观察 法 （Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）。基
于扰 动观 察法 和 电导增 量 法 的研 究 方 法 的选 择 上 ，据 国 内期 刊文 献 显示 ，有文献【１］基于扰动观察法和短路 电流法对 ＭＰＰＴ进行研究 ，
Ｖｏｌｔａｇｅ（Ｕ）
科 技创 新 与应 用 １ ２０１６年第１３期
科 技 创 新
基 于 闭环控 制 的光 伏 系统 ＭＰＰＴ要 点综述
邱 朝 斌 （港基 百汇 商业物流（厦 门）有限公 司，福建 厦门 ３６１００４）
摘 要 ：扰动观察法和电导增量法是 目前最常用的两种闭环控制最大功率点跟踪（ＭＰＰｒｒ）算法 ，文章先对光伏 阵列的输 出特性进 行分 析 ，接 着基 于扰 动 观 察 法 和 电 导增 量 法 ，对 这 两 种 闭环 ＭＰＰＴ算 法要 点 进 行 分析 ，最后 指 出存在 问题 并提 出优 化 的 探 讨 ，具 有 一定 的 实践意 义 。 关键 词 ：光 伏 系统 ；ＭＰＰＴ；振 动观 察 法 ；电 导增 量 法
太 阳能光伏阵列是利用 晶体半导体在受到光照射时产生 电动 池时 ，系统输出的最大功率点取决于光伏模块 Ｉ一和 ｕ一的交点 ，若
势（光生伏特效应 ），从而产生 电能带动负载或为蓄电池充电。其 电 将光伏 电池通过变换器 与负载连接，其工作点则 由负载 限定 。当负
池 电路 模 型 如 图 １所 示 。
源 、降低 不 可再 生 能 源 的消 耗 和碳 排 放 ，具 有 十 分 重 要 的意 义 ，而 由 性 。 由 图 ２光 伏 电 池输 出特 性 曲线 可 知 ，光 伏 电池 在输 出 电压 较低
此 产 生 的 最 大 功 率 点 跟 踪 （Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ， 即 时 ，其 输 出 电流 变化 很 小 ，可视 为 一 个直 流 的 恒流 电源 。光伏 电池 的
系列硬件设备 和配套 软件控制方法 ，通过控制太阳能光伏发电模块
输出电压和输 出电流 ，使输 出功率始终保持在光伏模块最大输 出功
率曲线上 ，从而最大限度发挥太阳能光伏电池 的光电转化效率 ，这
对提高光伏 系统的单位面积功率密度 和降低投资成本具有重要意
义 。
§
实 验 表 明 ，光 伏 系统 的 Ｉ－Ｕ输 出 特性 随环 境 温 度 、光 照 强 度 以
ＭＰＰｒｒ）跟 踪 技术 也 成 为 了光伏 发 电系 统研 究 的一 个 重要 方 向。
Ｐ—Ｕ曲线是一个单峰值 曲线 ，光伏电池输 出功率随输 出电压变化而
最大功率点跟踪 （ＭＰ ）是指根据环境和负载 的变化 ，采用一 变化 ，在变化过程中存在一个最大值 ，即最大功率点 ，如图 ２所示。