第五章：最大功率点跟踪控制教学内容

光伏并网逆变器最大功率点跟踪

爬山法实质上是一个自寻优过程，通过对阵列当前输出电压与电流检测，得到当前阵列输出功率，再与已被存储的前一时刻阵列功率相比较，舍小存大，再检测，再比较，如此不停的周而复始，便可使阵列动态的工作在最大功率点上。此方法的优点是算法简单，容易实现，但对于光强快速变化的环境产生错误的跟踪，有较大的功率损失。有时还会发生程序控制在运行中的失序，出现“误判”。
13.4基于梯度变步长的导纳增量法
1.基于梯度变步长的导纳增量法原理由太阳能光伏电池的P、V特性曲线图可以看出，在整个电压范围内功率曲线为一单 max 两端dP/dy的导数均不为0。若令 max 处dP/dV=0，在 P 峰函数，在功率最大值 P steP=A abs(dP/dV)作为导纳增量法中的步长数据，在V离最大功率点Vmax 较远时，跟踪的步长较大;当v离Vmax 较近时，系统跟踪的步长变小。通过设置合适的A，同时结合导纳增量法跟踪精度高的优点，可以实现在最大功率的跟踪过程中的变步长跟踪。在与定步长导纳增量法相同的条件下，变步长的导纳增量法在启动时功率损失大为减少。 2.控制方法的特点 (l)控制效果好; (2)控制稳定度高，当外部环境参数变化时系统能平稳的追踪其变化，且与太阳能光伏电池组件的特性及参数无关; (3)控制电压初始化参数对系统跟踪性能影响较小，在系统启动过程中可以实现快速跟踪; (4)在外界环境发生改变时，由于是通过数值微分的方法近似求出的梯度，可能出现系统控制量的突变，以及输出功率的波动; (5)控制算法复杂。 3.跟踪误差分析由于基于梯度变步长的导纳增量法的数学依据仍然是在最大功率点处功率对电压的导数为0。因此采用基于梯度变步长的导纳增量法也无原理性误差。

光伏发电系统最大功率跟踪控制策略研究

随着生产活动的不断增加和人们对环境保护意识的不断提高，

光伏发电已经成为了未来最为重要的一种能源形式。然而，在实

际运行过程中，光伏发电系统的效率和稳定性都存在一定的问题，尤其是最大功率点的跟踪控制。因此，本文将从理论和实践两个

方面分析光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的研究现状和发展

趋势，并提出相应的解决方案。

一、最大功率点跟踪控制的意义和现状

1.1 最大功率点跟踪控制的意义

最大功率点指的是光伏电池在一定光照条件下能够输出的最大

功率。而光伏电池的输出功率受到多种因素的影响，比如温度、

光强等。因此，实现最大功率点的跟踪控制对于提高光伏发电系

统的效率和稳定性至关重要。

1.2 最大功率点跟踪控制的现状

目前，最大功率点跟踪控制技术已经达到了比较成熟的阶段。

常见的最大功率点跟踪控制方法包括模拟控制、数字控制和混合

控制等。其中，数字控制方法由于其高精度、高可靠性和易于调

节等特点，已经成为目前光伏发电系统最主流的跟踪控制方式。

二、光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的优化

2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的分类

根据控制策略的不同，光伏发电系统最大功率跟踪控制可以分为基于模糊逻辑控制、基于PID控制、基于神经网络控制等多种形式。其中，基于神经网络控制由于其在非线性问题解决方面的优势，已经成为光伏发电系统最大功率跟踪控制最为主要的研究方向。

2.2 光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的优化

光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的优化需要从三个方面入手：模型建立、算法设计和实验验证。具体而言，可以通过建立多项式回归模型、FURF氏模型等不同的数值模型来描绘最大功率点的各种变化规律，并根据不同的数据特征选择不同的算法进行优化设计。在实验验证方面，可以采用PSCAD/EMTDC、MATLAB/Simulink等多种软件进行模拟实验，从而验证控制策略的实际效果。

第五章：最大功率点跟踪控制讲解

本章结束
占空比(Duty Ratio
在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。
Qq邮箱：太阳能应用技术 2818783371@qq.com
太阳能电池阵的特性
当光伏阵列输出电压比较小时，随着电压的变化，输出电流变化很小，光伏阵列类似为一个恒流源；当电压超过一定的临界值继续上升时，电流急剧下降，此时的光伏阵列类似为一个恒压源。光伏阵列的输出功率则随着输出电压的升高有一个输出功率最大点。最大功率跟踪器的作用是在温度和辐射强度都变化的环境里，通过改变光伏阵列所带的等效负载，调节光伏阵列的工作点，使光伏阵列工作在输出功率最大点。
假如曲线L为负载特性曲线，a、b、c、d和e为相应光照强度下直接匹配时工作点。显然，如果采用直接匹配，其阵列的输出功率比较小。
5.3最大功率点跟踪控制
太阳能电池的最大功率点跟踪控制是为充分利用太阳能，使太阳能电池始终输出最大电功率的控制，有登山法、功率数字模型法等。
1. 登山法是最常用的控制法，通常的登山法是在最大功率点附近逐点计算、比较功率值来寻找最大功率点。当日射强度和温度急剧变化时，太阳能电池的输出特性也会有相应的变化，这就造成最大功率点的快速跟踪难以实现。
1. 手工调节：手动调节电位器，在不同季节给出对应的Umax。 2.根据温度查表调节：事先将特定光伏阵列在不同温度下测得

最大功率跟踪的控制原理

最大功率跟踪（MPPT）是并网发电中的一项重要的关键技术，它是指控制改变太阳电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率点上，根据太阳电池的特性，目前实现的跟踪方法主要有以下三种：

（1）恒电压法，因为太阳电池在不同光照条件下的最大功率点的电压相差不大，近似为恒定。这种方法的误差很大，但是容易实现，成本较低；

（2）爬山法，通过周期性的不断的给太阳电池阵列的输出电压施加扰动，并观察其功率输出的改变，然后决定下一次扰动的方向。这种方法的追踪速度较慢，只适合于光强变化较小的环境；

（3）导纳微分法(又称增量电导法)，认为太阳电池阵列的的最大功率点处，输出功率对输出电压的一阶倒数等于零。因此在环境光强发生改变时，根据dI/dV的计算结果是否等于－I/V，决定是否继续调整输出电压，既可实现最大功率点的跟踪。该方法相对于恒电压法和爬山法有高速稳定的跟踪特性。

上述三种方法各有特点，但是都不同时具有低成本、高稳定性、快速追踪的特性。第一种方法只是粗略估计了最大功率点的位置，在光强变化到很大或较小时都会产生很大的误差。后两种方法本质上都是通过判断当前工作点是否处于最大工作点来决定是否继续调整及调整的方向，因此最终的结果是逆变器始终工作在最大功率点的左右，来回振荡，而不是真正的工作在最大功率点处，反应在太阳电池阵列的输出上就是，太阳电池阵列的输出电压或电流总是以一个直流电平为中心上下跳跃，波形很不稳定，而且在光强变化速度较快时，不能及时反应。

三、太阳能电池功率追踪访法及算法

扰动观察法是目前太阳能电池最大功率追踪技术中最为成熟以及被采用最多的方法，其系统方块图如图12所示。由图中可以很明显的看出此法的硬件需求较少，模拟／数字转换器节省得相当多，因此在制造的成本上将大为降低。扰动观察法之缺点在于最大功率追踪过程中，当大气条件迅速改变时，由于响应速度未能因应调整，会使追踪的速度变缓，造成功率的损失，不过此一缺点可以用软件技术来加以改善，赋予系统自我调整响应速度之功能，这也是本文的研究重点，亦即以软件算法来达到太阳能电池最大功率的追踪，并分析系统操作于较高频率下，其追踪的性能。

光伏发电最大功率点跟踪原理及分析

3.2. 1 光伏发电最大功率点跟踪控制原理

从光伏电池的特点中可以看出，它的输出电压与输出电流表现为非线性，而且输出功率伴随光照强度的改变而变化。但是，总是有一最佳电压值，使太阳能电池在一定的条件下能输出最大功率。

由戴维南定理得知，在特定的日照强度及气温情况下，太阳能电池阵列可表示为电流源和电阻串联而成的等效电路，在负载电阻与等效内阻相等的情况下，此等效电路出力最大[46] 。此时，太阳能电池的输出量一定为最大功率。

3.2.2 部分遮蔽光伏系统的输出特性

光伏电池在有部分被遮蔽的情况下时，会导致这些部分所受光辐照度降低。所以在此种情况下的光伏电池输出特性曲线会产生较大波动，其输出特性曲线上有若干个极值点[47] 。在此背景下，常规最大功率点跟踪控制算法无法准确的跟踪到整条曲线的最大功率点，而是会处于一种局部最优的情况[48] 。下图 3-4 为光伏电池的输出特性曲线，其中曲线 A 表示光伏电池受光均匀，曲线 B 表示光伏电池部分被遮蔽。

7

350 A 6

300 A 250

200

3 150

B

2

100 1 0 0

0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70

U /V U /V

不同条件下光伏电池的输出特性图

由上图可知，在光照强度均匀的条件下，曲线 A 波动稳定，并且仅有一个极值点，这样传统最大功率点跟踪控制算法就会轻松的将此点作为全局极值点，以此来完成最大功率点跟踪。但是在光照强度不均匀的条件下，曲线 B 进行了不稳定

光伏发电最大功率点控制

光伏发电系统最大功率点跟踪控制

太阳光发电作为洁净的和未来最有希望发光电方式之一，越来越受到人们的重视。光伏发电系统各个方面的研究都在不断地深入进行着，本文讨论的太阳光发电系统的最大功率点跟踪控制就是其中一个重要的研究课题。从实际应用角度出发，详细论述了采用功率对电压微分法进行最大功率点跟踪控制的过程，并通过实验验证其可行性和有效性。

太阳能电池

太阳光发电系统最大功率点跟踪升压电路

太阳能电池的最大功率点跟踪控制是为充分利用太阳能，使太阳能电池始终输出最大电功率的控制，有登山法、功率数字模型法等。功率数字模型法是建立功率对占空比的数字模型，当日射量和温度有变化时要重新求得数字模型的参数，通过改变占空比达到最大功率点。因为是用4次方程定义功率对占空比的特性曲线，所以有一定的近似程度。登山法是最常用的控制法，通常的登山法是在最大功率点附近逐点计算、比较功率值来寻找最大功率点。当日射强度和温度急剧变化时，太阳能电池的输出特性也会有相应的变化，这就造成最大功率点的快速跟踪难以实现。

本文介绍的登山法在太阳能电池的输出特性有变化时也能快速地达最大功率点。此控制系统以阻性负载的独立运行太阳光发电系统为基础，根据太阳能电池的输出功率对电压微分在最大功率点必然是0这一原理实现最大功率点跟踪控制。这种微分控制法，可以不考虑幅射强度和太阳能电池的温度变化对控制的直接影响。把导出的非线性状态方程经线性化处理后，将检测出的太阳能电池的输出功率和电压值代入求解，计算其微分及误差，然后根据误差结果通过自动控制使上述微分值始终趋向和保持为0。由此可见，

最大功率跟踪原理及控制方法

2.1最大功率跟踪原理

太阳能电池的输出特性如图一所示，从图中的P/V特性曲线可以看出，随着端电压的增加输出功率先增加后减小，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率，因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。

图一光伏电池的特性曲线

2.2 最大功率跟踪的控制方法

MPPT的控制方法：光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是自寻优的方法，即系统不直接检测光照和温度，而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点。这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。在自寻优的算法中，最典型的是扰动观察法和增量电导法。本论文使用扰动观察法，扰动观察法主要根据光伏电池的P-V特性，通过扰动端电压来寻找MPPT，其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值( ),再比较其扰动前后的功率变化，若输出功率值增加，则表示扰动方向正确，可朝同一方向(+ )扰动；若输出功率值减小，则往相反(- )方向扰动。通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大，此时应有[8]。此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的。

3、系统的总体结构

3.1系统的结构图

系统的结构图如图二所示。其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压，通过一定的控制算法（即改变占空比），调节太阳能电池的输出电压和电流，从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电，系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。

最大功率点跟踪(MPPT)

电子知识

最大功率点(2)MPPT(14)

MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”(Maximum Power Point Tracking)太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。

要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压(Vpp)大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，(有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊)在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!

现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大

风力发电机组控制系统设计-—最大功率点跟踪控制

课程设计说明书

风力发电机组控制系统设计-最大功率点跟踪控制

专业新能源科学与工程

学生姓名喻绸绢

班级能源121

学号1210604122

指导教师薛迎成

完成日期2015年12月14日

1。控制功能设计要求 0

1。1任务 0

2.设计 (2)

2.1 介绍对象（风力发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究）2

2.2控制系统方案 (2)

2。2.1风力机最大功率点跟踪原理 (2)

2。2.2风力机发电系统 (5)

2.2.3风速变化时的系统跟踪过程 (10)

3。硬件设计 (12)

4.软件设计 (15)

5。仿真或调试 (16)

参考文献 (18)

1。控制功能设计要求

1。1任务

能源与环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题而传统能源已被过度消耗，因此，可再生能源的开发利用越来越受到重视和关注,其中风能具有分布广、储量大、利用方便、无污染等优点是最具大规模开发利用前景的新能源之一.

目前，变速恒频风力发电系统已经广泛用于实际风机中,在低于额定风速的情况下根据风速变化的情况调节风机转速，使其运行于最优功率点，从而捕获最大风能;在高于额定风速时,通过对桨距角的调节，使风机以额定功率输出。常用最大功率捕获方法主要有功率反馈法、模糊控制法、混合控制法等。为了充分利用风能，提高风电机组的发电总量，本文分析风机特性及最大功率点跟踪（maximum pow er point tracking MPPT）工作原理.众多的MPPT实现方法各有千秋，对于不同的应用场所各有所长，对于多种方案，需要进行大量细致的实验工作和数据分析.

风能是一种具有随机性、不稳定性特征的能源，风能的获取不仅与风力发电机的机械特性有关,还与其采用的控制方法有关。在某一风机转速情况下，风速越大时风力机的输出功率越大,而对某一风速而言，总有一最大功率点存在.只有当风力发电机工作在最佳叶尖速比时，才能输出最大功率.好的控制方法可使风轮的转速迅速跟踪风速变化，使风力发电机始终保持在最佳叶尖速比上运行，从而最大限度地

最大功率跟踪的控制原理

最大功率跟踪（MPPT）是并网发电中的一项重要的关键技术，它是指控制改变太阳电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率点上，根据太阳电池的特性，目前实现的跟踪方法主要有以下三种：

（1）恒电压法，因为太阳电池在不同光照条件下的最大功率点的电压相差不大，近似为恒定。这种方法的误差很大，但是容易实现，成本较低；

（2）爬山法，通过周期性的不断的给太阳电池阵列的输出电压施加扰动，并观察其功率输出的改变，然后决定下一次扰动的方向。这种方法的追踪速度较慢，只适合于光强变化较小的环境；

（3）导纳微分法(又称增量电导法)，认为太阳电池阵列的的最大功率点处，输出功率对输出电压的一阶倒数等于零。因此在环境光强发生改变时，根据dI/dV的计算结果是否等于－I/V，决定是否继续调整输出电压，既可实现最大功率点的跟踪。该方法相对于恒电压法和爬山法有高速稳定的跟踪特性。

上述三种方法各有特点，但是都不同时具有低成本、高稳定性、快速追踪的特性。第一种方法只是粗略估计了最大功率点的位置，在光强变化到很大或较小时都会产生很大的误差。后两种方法本质上都是通过判断当前工作点是否处于最大工作点来决定是否继续调整及调整的方向，因此最终的结果是逆变器始终工作在最大功率点的左右，来回振荡，而不是真正的工作在最大功率点处，反应在太阳电池阵列的输出上就是，太阳电池阵列的输出电压或电流总是以一个直流电平为中心上下跳跃，波形很不稳定，而且在光强变化速度较快时，不能及时反应。

三、太阳能电池功率追踪访法及算法

扰动观察法是目前太阳能电池最大功率追踪技术中最为成熟以及被采用最多的方法，其系统方块图如图12所示。由图中可以很明显的看出此法的硬件需求较少，模拟／数字转换器节省得相当多，因此在制造的成本上将大为降低。扰动观察法之缺点在于最大功率追踪过程中，当大气条件迅速改变时，由于响应速度未能因应调整，会使追踪的速度变缓，造成功率的损失，不过此一缺点可以用软件技术来加以改善，赋予系统自我调整响应速度之功能，这也是本文的研究重点，亦即以软件算法来达到太阳能电池最大功率的追踪，并分析系统操作于较高频率下，其追踪的性能。

最大功率点跟踪(MPPT)基本原理

最大功率点跟踪（MPPT）基本原理

MPPT名词解释

MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。

MPPT 控制器

要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，（有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊）在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!

现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。理论上讲，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高20%-30%。

最大功率跟踪的控制原理

最大功率跟踪（MPPT）是并网发电中的一项重要的关键技术，它是指控制改变太阳电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率点上，根据太阳电池的特性，目前实现的跟踪方法主要有以下三种：

（1）恒电压法，因为太阳电池在不同光照条件下的最大功率点的电压相差不大，近似为恒定。这种方法的误差很大，但是容易实现，成本较低；

（2）爬山法，通过周期性的不断的给太阳电池阵列的输出电压施加扰动，并观察其功率输出的改变，然后决定下一次扰动的方向。这种方法的追踪速度较慢，只适合于光强变化较小的环境；

（3）导纳微分法（又称增量电导法），认为太阳电池阵列的的最大功率点处，输出功率对输出电压的一阶倒数等于零。因此在环境光强发生改变时，根据dI/dV 的计算结果是否等于－I/V ，决定是否继续调整输出电压，既可实现最大功率点的跟踪。该方法相对于恒电压法和爬山法有高速稳定的跟踪特性。上述三种方法各有特点，但是都不同时具有低成本、高稳定性、快速追踪的特性。第一种方法只是粗略估计了最大功率点的位置，在光强变化到很大或较小时都会产生很大的误差。后两种方法本质上都是通过判断当前工作点是否处于最大工作点来决定是否继续调整及调整的方向，因此最终的结果是逆变器始终工作在最大功率点的左右，来回振荡，而不是真正的工作在最大功率点处，反应在太阳电池阵列的输出上就是，太阳电池阵列的输出电压或电流总是以一个直流电平为中心上下跳跃，波形很不稳定，而且在光强变化速度较快时，不能及时反应。三、太阳能电池功率追踪访法及算法

扰动观察法是目前太阳能电池最大功率追踪技术中最为成熟以及被采用最多的方法，其系统方块图如图12所示。由图中可以很明显的看出此法的硬件需求较少，模拟／数字转换器节省得相当多，因此在制造的成本上将大为降低。扰动观察法之缺点在于最大功率追踪过程中，当大气条件迅速改变时，由于响应速度未能因应调整，会使追踪的速度变缓，造成功率的损失，不过此一缺点可以用软件技术来加以改善，赋予系统自我调整响应速度之功能，这也是本文的研究重点，亦即以软件算法来达到太阳能电池最大功率的追踪，并分析系统操作于较高频率下，其追踪的性能。

太阳能光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术应用

太阳能光伏发电系统中的最大功率点跟踪

技术应用

太阳能光伏发电是一种绿色、可再生的能源，得到了广泛的应用和发展。在太阳能光伏发电系统中，最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）技术的应用对于提高系统的能量转换效率至关重要。本文将介绍太

阳能光伏发电系统中最大功率点跟踪技术的概念、原理及其在实际应用中的

作用和意义。

最大功率点（Maximum Power Point，MPP）是指太阳能光伏电池输出功

率达到最大值时的工作点。由于太阳能光伏电池的工作特性曲线是非线性的，光照条件和环境温度的变化会导致太阳能电池输出功率不断变化，因此需要

一种能追踪到最大功率点的技术来优化能量转换效率。

最大功率点跟踪技术的应用旨在通过控制太阳能光伏发电系统的输入电

压和电流，使得系统输出功率保持在最大值。最大功率点跟踪技术的核心是MPPT控制器，它通过不断调节光伏阵列的工作电压和电流，使得系统能够

在不同的光照条件下工作在最大功率点。MPPT控制器通常采用电流或电压

模式控制策略，通过对光伏电压和电流进行监测和调节来实现最大功率点跟踪。

在太阳能光伏发电系统中，最大功率点跟踪技术的应用有以下几个方面

的作用：

首先，最大功率点跟踪技术能够提高系统的能量转换效率。在没有最大

功率点跟踪技术的情况下，太阳能光伏电池工作在固定电压和电流条件下，

当光照条件发生变化时，电池的输出功率无法实现最大值。而通过最大功率

点跟踪技术，MPPT控制器可以根据当前的光照条件实时调整电压和电流，

使得系统能够在最大功率点工作，从而提高能量转换效率。

最大功率点跟踪(MPPT)基本原理

最大功率点跟踪（MPPT）基本原理

MPPT名词解释

MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。

MPPT 控制器

要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，（有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊）在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!

现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。理论上讲，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高20%-30%。

[应用]最大功率点跟踪（MPPT）

电子知识

最大功率点(2)MPPT(14)

MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”(Maximum Power Point Tracking)太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。

要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压(Vpp)大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，(有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊)在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V!

现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大

光伏并网逆变器最大功率点的跟踪控制

88２００４．２／下半月ｗｗｗ．ｅｅｐｗ．ｃｏｍ．ｃｎ

TECHNOLOGIES & APPLICATIONS

技术与应用引言

由于太阳能具有无污染、资源丰富、无区域限制等特点，因此作为一种可再生利用的新能源，得到了广泛的应用。但是，光伏利用存在着能量转换率低的缺点，这主要是由于变流器效率低和没有跟踪太阳能电池最大功率点造成的。因此为提高太阳能的利用率，最大功率点的跟踪成为了一个关键问题。本文通过对太阳能电池输出特性的分析，介绍了太阳能电池最大功率点的跟踪原理及在光伏并网逆变器中的应用。

最大功率点的跟踪原理及算法

太阳能电池的输出特性

太阳能电池的伏安特性如图１所示。图中示出了不同光强和温度下太阳能电池的一系列伏安曲线。从图中可以看出太阳能电池是一种非线性直流电源。它的输出功率—电压曲线如图２所示。每条曲线都存在一个最大功率点，这个功率点对应唯一的电池输出电压。因此通过调节太阳能电池的输出电压使其趋近最大功率点时的输出电压，就可以实现最大功率点的跟踪。

最大功率点的跟踪算法

登山法登山法的主要思想是通过周期性地给太阳能电池的输出电压加扰动，比较其输出功率与前一周期

如果功率增加其具体的控３所寄存器ａ（ｋ）存Ｖｒｅｆ调首先计算逆

光伏并网逆变器最大功率点的跟踪控制

Ｔｈｅ　ＭＰＰＴ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ

北方交通大学电气工程学院王环　金新民

摘要：本文通过对太阳能电池的伏安特性及功率电压曲线的分析，跟踪方法。通过分析比较，方法。