光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述
光伏并网控制系统的最大功率点跟踪（MPPT）方法
光伏并网控制系统的最大功率点跟踪（MPPT）方法光伏并网控制系统的最大功率点跟踪(MPPT)方法【大比特导读】最大功率点跟踪(MPPT)是光伏并网逆变器控制策略中的核心技术之一。
本文首先介绍了光伏组件的输出特性，然后具体分析了3种典型的MPPT控制方法，并总结3种方法各自的特点和不足。
摘要：最大功率点跟踪(MPPT)是光伏并网逆变器控制策略中的核心技术之一。
本文首先介绍了光伏组件的输出特性，然后具体分析了3种典型的MPPT控制方法，并总结3种方法各自的特点和不足。
关键字：光伏发电系统，最大功率点跟踪，MPPT控制方法1 引言日本福岛核电站事故之后，多国陆续宣布暂停核电建设，而太阳能是永不枯竭的清洁能源，并且更加稳定、安全。
据国家权威数据，在“十二五”期间，中国光伏发电装机容量达到2000万千瓦。
但由于光伏组件本身特性的非线性，受环境温度、日照强度、负载等因素的影响，均会使其输出最大功率点发生变化，导致光伏组件转换效率很低。
而所有光伏发电系统均希望光伏组件在相同日照、温度条件下输出尽可大的功率，这就提出了对光伏组件最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)的问题。
本文首先讨论了光伏组件本身的P-V，I-V特性，以及温度、光照的影响;然后具体分析了几种常用的MPPT控制方法，并对3种MPPT控制方法作简单的比较。
2 光伏组件的特性A. 物理数学模型根据半导体物理学理论，太阳能组件的等效物理模型如图1所示。
其中：IPH 与日照强度成正比的光生电流;I0 光伏组件反向饱和电流，通常其数量级为10-4A;n 二极管因子;q 电子电荷， ;K 玻尔兹曼常数， J/K;T绝对温度( K);RS光伏组件等效串联电阻;RP光伏组件等效并联电阻;式(1)中参数IPH、Io、Rs、RP、n与太阳辐射强度和组件温度有关，而且确定这些参数也十分困难。
B. 温度、光照对输出特性的影响受外界因素(温度、光照强度等)影响，光伏组件输出具有明显的非线性，图2、图3分别给出其I-V特性曲线和P-V特性曲线。
光伏最大功率点跟踪原理
光伏最大功率点跟踪原理光伏最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT）是一种用于光伏发电系统中的技术，旨在寻找并保持光伏电池组的最大功率输出。
光伏电池的输出功率受到光照强度、温度、负载电阻等多种因素的影响，而MPPT技术能够通过实时追踪光伏电池组的工作状态，调整工作点，从而实现最大功率输出。
光伏电池的输出功率与其工作电压和工作电流有关。
在光照强度变化的情况下，光伏电池的工作电压和工作电流也会发生变化，从而影响光伏电池的输出功率。
为了实现最大功率输出，MPPT技术需要实时监测光伏电池的工作电压和工作电流，并根据这些数据来调整光伏电池组的工作状态。
MPPT技术的实现主要依赖于功率追踪算法。
常见的功率追踪算法包括传统的扫描法和现代的模型预测控制法。
传统的扫描法通过改变负载电阻的方式来扫描出光伏电池组的最大功率点。
该方法的原理较为简单，但实时性较差，且对于复杂光照条件下的功率追踪效果较差。
而模型预测控制法则是通过建立光伏电池组的数学模型，预测出最大功率点的位置，并通过控制电流或电压来实现功率跟踪。
该方法的原理更为精确，能够在复杂的光照条件下实现较好的功率追踪效果。
为了实现MPPT技术，光伏发电系统通常配备一个MPPT控制器。
该控制器能够实时监测光伏电池组的工作状态，包括光伏电池的工作电压和工作电流。
通过对这些数据的处理和分析，MPPT控制器能够确定光伏电池组的最大功率点，并通过调整光伏电池组的工作状态来实现最大功率输出。
MPPT技术的应用可以提高光伏发电系统的效率和稳定性。
通过实时跟踪光伏电池组的最大功率点，MPPT技术能够最大限度地利用光能，提高光伏发电系统的发电效率。
同时，MPPT技术还可以适应不同的光照条件，自动调整光伏电池组的工作状态，确保系统的稳定运行。
光伏最大功率点跟踪技术是一种关键的技术，能够有效提高光伏发电系统的效率和稳定性。
通过实时追踪光伏电池组的工作状态，并通过调整工作点来实现最大功率输出，MPPT技术能够最大限度地利用光能，提高光伏发电系统的发电效率。
太阳能光伏发电最大功率点跟踪技术
二、MPPT技术的基本原理和性能检测方法
I(mA)
曲线1 曲线2
负载1
A1
A2 B1
负载2 B2
O
U(mV)
➢最大功率点A1→最大功率点B1 (条件：将系统负载特性由负载1改为负载2)
➢最大功率点B1→最大功率点A1
(条件：将系PPT技术的基本原理和性能检测方法
由上述公式推导，可得系统运行点与最大功率点的判据如下：
① G+dG>0，则UPV<UMPP，需要适当增大参考电压来达到最大
功率点；
② G+dG<0，则UPV>UMPP， 300
250
需要适当减小参考电压来达 200
输出功率（W）
到最大功率点；
150
100
③ G+dG=0，则UPV=UMPP， 50
0
由此可得
IPV dIPV G dG 0 UPV dUPV
式中，G为输出特性曲线的电导；dG为电导G的增量。由
于增量dUPV和dIPV可以分别用ΔUPV和ΔIPV来近似代替，可得：
dUPV t2 UPV t2 UPV t2 UPV t1 dIPV t2 IPV t2 IPV t2 IPV t1
dPPV 0 dU PV
最大功率点
dPPV 0 dU PV
dPPV 0 dU PV
此时系统正工作在最大功率 点处；
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 输出电压（V）
常用的最大功率点跟踪算法
光伏电池仿真模型设计
仿真结果
由此可见，光伏发电系统中的MPPT控制策略，就是先根 据实时检测光伏电池的输出功率，再经过一定的控制算法预测 当前工况下光伏电池可能的最大功率输出点，最后通过改变当 前的阻抗或电压、电流等电量等方式来满足最大功率输出的要 求。
最大功率点跟踪方法
3.5传统的最大功率点跟踪方法3.5.1 定电压跟踪法通过图3-10a 、3-10b 可知，当辐照度大于一定值并且温度变化不大时，光伏电池的输出P -U 曲线上最大功率点几乎分布于一条垂直直线的两侧附近。
定电压跟踪法正是利用这一特性。
根据实际系统设定一个恒定不变的运行电压，使系统在设定的电压下运行，从而尽可能使系统输出的功率最大。
在外界环境变化不大时，可以近似认为太阳能电池始终工作在最大功率点处[24]。
mpp U 表示光伏阵列的最大功率点电压，oc U 表示光伏阵列的开路电压，经研究发现，mpp U 和oc U 有着近似的线性关系：mpp OC U k U ≈ (3.14)式(3.14)中，k 为比例系数，取决于光伏电池的特性，一般其取值为0.8左右。
该算法结构简单，容易实现，但是由于该算法只是一种近似的MPPT 控制算法，在外界环境发生变化时，很容易偏离最大功率点。
因此，电压跟踪法常用在控制要求低，成本低廉的简易系统中[25]。
3.5.2 电导增量法根据光伏阵列的P-U 输出特性曲线可知，它是一条连续可导的单峰曲线，在最大功率点处，功率对电压的导数为零，也就是说，最大功率点的跟踪实质就是搜索满足0dP dU =条件的工作点。
考虑光伏电池的瞬时输出功率为：P UI = (3.15)将上式两边对光伏电池输出电压U 求导，则dP dI I U dU dU=+ (3.16) 当0dP dU =时，光伏电池的输出功率达到最大。
则可以推导出工作点位于最大功率点时需满足以下关系：dI I dU U=- (3.17) 即当光伏电池阵列工作在最大功率点时，需满足(3.17)式。
电导增量法的优点是与太阳能电池组件特性及参数无关，因而能够适应光照强度快速变化的情况，而且该方法的电压波动小，并具有较高的控制精度；其缺点是该方法实现起来复杂，并且容易受到其他信号的干扰而出现误动作。
一般情况下dI 和dU 值取的很小，那么就需要光伏阵列输出电压、输出电流等参数的采样精度很高，而传感器的采样精度有限，所以必然会存在误差，另外，电导增量法存在振荡问题。
光伏发电系统中的最大功率点跟踪
光伏发电系统中的最大功率点跟踪摘要：所谓MPPT(最大功率点跟踪)，即是指控制器能够实时侦测太阳能电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使得光伏组件工作在最大功率点输出状态下，实现光伏逆变器的最大功率输入，提高阳光的利用率。
光伏电池输出特性具有明显的非线性,受到外部环境包括日照强度、温度、负载以及本身技术指标如输出阻抗等影响，只有在某一电压下才能输出最大功率，这时光伏阵列的工作点就达到了输出功率电压曲线的最高点，称之为最大功率点。
由于目前光伏电池的光电转换效率比较低，为了有效利用光伏电池，对光伏发电进行最大功率跟踪(MaximumPowerPointTracking ，简称MPPT)显得非常重要。
太阳能光伏并网发电系统太阳能电池原理太阳能电池由硅半导体PN 结构成，在硅半寻体中从硅原子的价电子层中分离出一个电子需要一定的能量，该能量称为硅的禁带宽度（在室温下硅的禁带宽度为1.12eV ），当一定强度的光照射到硅半导体时，能量大于硅的禁带宽度的光子将使硅半导体中的价电子受到激发而成为自由电子，从而在半导体内形成光生电子－空穴对，这些电子－空穴对由于热运动会向各个方向扩散。
当这些电子、空穴扩散到PN 结边界时在内建电场作用下，在N 区的电子－空穴会进入P 区，而在P 区的电子则在电场作用下进入N 区，从而在PN 结的两侧产生正负电荷的积累，使P 型层带正电，N 型层带负电，因此在PN 结上产生了电动势。
这个现像被称为“光生伏特效应”。
R光照图错误!文档中没有指定样式的文字。
.1光伏电池原理太阳能电池特性目前光伏系统中使用的电池多为硅太阳电池，包括单晶硅、多晶硅以及多晶硅薄膜电池，这些硅电池的输出具有强烈的非线性特性，他们的输出受太阳光照强度、环境温度以及负载的影响，如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.2所示是在恒度温度下，不同光照强度时太阳能硅电池的输出特性。
(温度为25℃)图错误!文档中没有指定样式的文字。
光伏发电系统最大功率点的跟踪方法研究
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｍ６１ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ７ — ５ （ ０ ９） ６ ０ ７ ２ ６ ２ ０ ４７ ２ ０ ０ —０ ８ —０
当今 社 会 能 源 日益 紧 张 ， 境 污 染 日趋 严 重 ， 阳 能 以 其 环 太 清 洁 无污 染 取 之不 尽 用 之 不 竭 的特 点 ， 来 越 受到 全 世 界 的 关 越 注。 光伏 电池 的输 出为 非 线性 特 性 ， 出功 率 受 工作 电压 、 照 输 光 强度、 负荷 状 态 和 环 境 温 度 等 因素 的影 响 ， 阳 能 电池 输 出 的 太 最 大功 率 点 时刻 都 在 变化 。 所 以在 实 际 应 用 中 ， 用 最 大 功 率 利
点跟 踪 技 术 提高 对 太 阳 能 的利 用 效 率 。 最 大 功 率 跟 踪 控 制 （ －ｈ ｘｍ ｍ ｐ ｗ ｒｐｉｔ ＭＰ ｔｅｍａｉ ｕ ｏ ｅ ｏｎ ｔ ｃ ｉｇ是 一 种 光伏 阵列 功率 点控 制 方 式 。 过 实 时检 测 光 伏 ｒ ｋｎ ） ａ 通 阵 列 的 输 出功 率 ， 用 一 定 的 控 制 算 法 ， 断 调 节 系 统 的 工 采 不 作 状 态 ， 跟 踪 光 伏 阵 列 的 最 大 功 率 点 ， 现 系 统 的 最 大 功 来 实
合法。
一
工作 时 ， 隔 一 定 的 时 间 用较 小 的步 长 改 变 太 阳能 电池 的输 出 每 电压 ， 向可 以是 增 加 也 可 以是 减 少 ， 检 测 功 率 变 化 方 向 ， 方 并 来 确 定 寻 优 方 向 ， 果 输 出 功 率 增 加 ， 么 继 续 按 照 上 一 周 期 的 如 那 方 向继 续 “ 扰 ” 否则 改 变其 扰 动 方 向 。其 算 法 流 程如 图 ２所 干 ， 示 ， （ ） （ ） 光伏 阵列 的 当前 输 出 电压 、 出 电流 ，（＿ ） Ｕ ｋ、 ｋ为 Ｉ 输 Ｐ ｋ １为 上 一 周 期 的采 样 值 。 由于 始 终 有 “ 扰动 ” 存 在 ， 的 系统 工 作 点 无 法 稳定 运 行 在 最 大 功 率 点 上 ， 能 在 最 大 功 率 点 附 近振 荡 运 行 ， 只 而振 荡 的 幅值 则 由步 长决 定 。 然 而 扰 动 步 长 如 果 过 大 ， 在 最 大 功率 点 附 近 则 的振 荡就 比较 大 ， 应 的功 率 损 失较 大 ， 相 但跟 踪 的速 度 快 ： 反 相
第五章：最大功率点跟踪控制讲解
最大功率点跟踪（MPPT）maximum power point tracking
图1 输出功率曲线与负载 在光伏发电系统中，当光照强
在一定的光照强度和环境温度下， 电阻不同时，光伏电池可以有不 同的输出电压。但是只有在某一输 出电压值时，光伏阵列的输出功率才能达
到最大值，这时光伏阵列的工作点就达到了
图4-A中五条曲线的MPP趋势与图3-A中的MPP趋势相反；这是由于图 4-A的实测条件下，随着光照增强同时温度也在增加，使得PV组件的 开路电压UOC随温度升高而降低所致。
恒电压控制的原理详述
当忽略温度效应时，硅 型光伏阵列的输出特性
光伏阵列在不同光照强度 下的最大功率输出点 a‘,b’,c‘,d’和e‘总 是近似在某一个恒定的电 压值附近。
第五章 光伏阵列最大功率点跟踪
1.自动追光系统可 以使电池板始终正 对太阳
2.最大功率点跟踪 是通过改变负载电 阻大小来影响输出 功率. 自动追光系统与最大功率点跟踪不同：
不同照度下和不同温度下光伏阵列的伏安特性曲线
太阳能电池板伏安特性曲线
光伏阵列输出特性具有非线性特征，并且其输出受 环境(主要包括日照强度，温度)和负载情况影响。
CVT方法的应用前景
采用CVT代替MPPT控制，由于其良好的 可靠性和稳定性，目前在光伏系统中仍被较 多使用。随着光伏发电系统中数字信号处理 技术的应用，CVT方法逐渐被新方法取代。
5.2.最大功率点跟踪控制
5.4 现代最大功率点跟踪方法
与上页论述差不多，可作 为参考
在接入光伏发电系统之后，由 汇编语言的控制，对电路实行 最大功率跟踪控制。设定一定 得占空比，测量目前功率p0， 并加入扰动产生电流电压变化， 利用电压电流传感器测得此时 的u1，i1，并计算出p1=u1*i1。 对p0，p1，进行比较，若p1大 于p0，则说明扰动是让系统向 其最大功率输出方向变动，则 继续这种扰动，反之，则改变 扰动方式，通过MPPT控制，送 出这时的控制信号，再对比这 次扰动前后的功率值，循环进 行下去，直至系统功率值在某 一点左右变化为止。
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。
光伏发电最大功率点跟踪控制算法综述
光伏发电最大功率点跟踪控制算法综述作者：邓明旭陆承与樊天宇杨振伟陈伟王梓懿来源：《科技视界》2016年第06期【摘要】光伏发电最大功率点跟踪控制是提高光伏发电效率的重要措施。
以光伏发电最大功率跟踪控制算法为研究对象，对常用算法的基本原理、存在的问题、以及研究现状进行归纳总结，包括电导增量法、恒定电压法、扰动观察法。
然后着重针对扰动观察法的优缺点进行总结，包括其步长设定问题、扰动方向出错等局限性，并对现有典型改进方法的原理、效果进行阐述。
以期为光伏发电最大功率点跟踪控制的研究人员提供参考和启发。
【关键词】最大功率点跟踪；扰动观察法；新能源利用【Abstract】Photovoltaic maximum power tracking control algorithm is one of the important measures to improve the efficiency of photovoltaic power generation. In this paper， maximum power tracking control algorithms of photovoltaic were researched， including the basic principle of some algorithms， the existence question， and a review of current researches. The algorithms mentioned above include incremental conductance method， constant voltage method， and the disturbance & observation method. Then the advantages and disadvantages of disturbance & observation method were analyzed， especially the disadvantages which may cause defects of disturbance direction when change step length. Finally， the existing typical principle and the effects of improved method are concluded in this paper and reference and inspiration are provided for researchers focused on the topic of maximum power point tracking control of photovoltaic.【Key words】Photovoltaic power generation； Perturbation and observation method； New-energy utilization0 绪论1）光伏发电研究的意义随着经济技术的快速发展，人们对能源的需求也越来越大，而现今运用最广泛的化石能源因其不可再生的特性使其总量在人类不断地开采下越来越少。
光伏发电最大功率点追踪算法
光伏发电最大功率点追踪算法光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术。
在光伏发电系统中，为了提高系统的能量转换效率，需要对光伏电池阵列进行最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking，简称MPPT）。
光伏发电最大功率点追踪算法可以帮助我们找到电池阵列工作时能够输出最大功率的电压和电流组合。
在本文中，我们将深入探讨光伏发电最大功率点追踪算法的原理、常见的算法类型以及算法的应用。
通过了解这些内容，我们可以更好地理解光伏发电系统的优化以及如何选择合适的MPPT算法。
首先，让我们来了解光伏发电最大功率点追踪算法的原理。
光伏电池的输出特性曲线显示了在不同电压和电流下的功率输出情况。
该曲线通常呈现出一个“倒U”型，即存在一个最大功率点。
光伏发电最大功率点追踪算法的目标就是寻找到这个最大功率点，并调整系统工作点使得光伏电池能够输出最大功率。
常见的光伏发电最大功率点追踪算法可以分为模拟算法和数字算法两种类型。
模拟算法包括传统的开环算法和闭环算法。
开环算法根据光强和温度等环境因素预先设定一个工作点，以此来调整电压和电流。
闭环算法则是根据实时的光强和电压进行反馈调节，以追踪最大功率点。
常见的闭环算法有Perturb and Observe算法和Incremental Conductance算法。
这些算法通过不断调整工作点，使得系统能够在不同光照条件下实现最优的能量转换效率。
除了模拟算法，数字算法也被广泛应用于光伏发电最大功率点追踪。
数字算法通过使用微控制器或数字信号处理器等设备，根据电池阵列当前的电压和电流等参数计算出最大功率点，并调整系统的工作点。
常见的数字算法有P&O算法、IC算法、Hill-Climbing算法等。
这些算法通过快速的运算和调整能够更精确地实现最大功率点追踪。
光伏发电最大功率点追踪算法在实际应用中具有重要意义。
通过采用合适的算法，光伏发电系统可以在不同的光照条件下实现高效的能量转换。
光伏阵列多峰最大功率点跟踪研究
第 ６期
电 机 与 控 制 学 报
ＥＬＥＣＴＲＩ Ｍ ＡＣＨＩ Ｃ ＮＥＳ ＡＮＤ Ｃ０ＮＴＲＯＬ
Ｖｏ ．１ Ｎｏ ６ １ ６ ．
２１ ０ ２年 ６月
Ｊｎ ０ ２ ｕ ｅ２ １
光 伏 阵 列 多 峰 最 大 功 率 点 跟 踪 研 究
崔岩 ， 白静 晶
中 图分 类 号 ： Ｐ３ １９ Ｔ ９ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ４ Ｘ ２ １ ） ６ ０ ８ — ５ ０ ７ ４ ９ （ ０ ２ ０ — ０ ７ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕ ｔ－ ｅ ｋ ＰＶ ｏ ｕ ｅ ｍ ａ ｉ ｕ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔｔ ａ ｋ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｍ ｌｉｐ ａ ｍ ｄ ｌ ｘ ｍ ｍ ｐ ｗｅ ｏ ｎ ｒ ｃ ｉ ｇ
ｔ ｅ ｌｇ ｔｉｔ ｎ ｉ ｈ ｉ ｈ ｎ ｅ ｓｔ ｙ，ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｈ ｄ ｎ ａｅ ｄ ｒ ｃｌ ｆｅ ｔ ｈ ｘｍｕ ｐ ｗｅ ｒ ｃ ｉ ｇ． Ｃｏ ａ ｅ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ｓ ａ ｉ ｇ ｒｔ ｉｅ ｔｙ ａｆ ｃｓ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｏ ｒ ｔａ ｋ ｎ ｍｐ ｒ
（ 头 大 学 工 学 院 ， 东 汕 头 ５ ５６ ） 汕 广 １０ ３
摘
要 ： 对光 伏组件 输 出特性 的 非线性 以及 受 外部 环 境 的影响 ， 出 了一种 遗传 神 经 网络 跟踪光 针 提
伏 阵列最 大功 率点 方法 。利 用太 阳能 电池的 物理特 性 和输 出特 性 ， 立 了串联 光 伏 组件 的数 学模 建 型 ， 出 了组件 的 电流 电压和 功 率 电压 特性 方程 ； 时利 用 ＭＡ Ｌ Ｂ软件 进 行 仿 真 、 练 及 测试 ， 给 同 ＴＡ 训
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。
光伏发电系统的最大功率点追踪控制方法探讨
115 电源与节能技术n p I pVn s R s /n pn s R D /n pI +…n p I Dn sn p图1 光伏发电系统等效电路模型1.2 光伏发电系统的输出特性光伏电池的输出受外部环境温度和光照强度的双重影响，呈现出明显的非线性特性。
在相同温度下 2024年3月25日第41卷第6期117 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6刘金山，等：光伏发电系统的 最大功率点追踪控制方法探讨素的影响，且某些方法可能会在特定条件下产生振荡，或收敛速度不理想。
3 伏发电系统的最大功率点追踪控制优化策略3.1 控制方法优化为提高光伏发电系统的最大功率点追踪控制效能，可以采用混合型控制方法，即综合利用不同的最大功率点追踪技术，使系统能够在多样的环境条件下实现自适应切换，从而提升系统的稳健性。
通过设计智能控制器，运用机器学习算法对环境因素（如光照、温度等）进行实时学习和调整，使系统可以灵活地选择最适合当前条件的最大功率点追踪方法，从而获得最佳性能。
针对振荡或收敛速度不理想的问题，引入先进的控制算法成为一种有效途径。
强化学习和深度学习技术能够更好地捕捉系统的非线性特性，提供更准确的建模和优化能力。
这些算法通过不断学习环境变化和系统响应，能够动态地调整最大功率点追踪策略，从而在复杂的光伏系统环境中实现更为精准和高效的最大功率点追踪。
因此，通过混合型控制方法和先进的算法优化，光伏发电系统可以在多变的工作条件下更为灵活、智能地选择和调整最大功率点追踪策略，提高整体系统的性能和适应性。
3.2 系统集成优化借助优化算法能够解决最大功率点追踪方法复杂度和计算成本较高的问题，如引入硬件加速技术或优化编程语言，以提高系统的计算性能。
通过对系统进行集成优化，可以在不降低准确性的前提下减少计算成本，使最大功率点追踪方法更为实用。
此外，可以制定更高效益的硬件方案，如专门设计的节能型处理器，以提高最大功率点追踪方法的实际应用效果。
光伏发电系统中的输出功率最大化控制策略
光伏发电系统中的输出功率最大化控制策略光伏发电系统作为一种清洁能源技术，已经被广泛应用于能源供应和环境保护领域。
在光伏发电系统中，输出功率的最大化是关键目标，因为它直接影响到系统的经济性和效率。
为了实现这一目标，研究人员一直在寻找最佳的控制策略。
在本文中，我们将讨论几种常见的控制策略，并对其进行比较和评估。
第一种策略是最大功率点跟踪（MPPT）算法。
这种算法通过不断调节光伏电池阵列的工作点，以使得其输出功率达到最大值。
最常用的MPPT算法包括Perturb and Observe (P&O)， Incremental Conductance (IncCond)和Hill Climbing (HC)等。
这些算法基于对光伏电池的电流和电压进行采样和计算，通过不断调整光伏电池的工作点来追踪最大功率点。
然而，这些算法存在一些问题，如振荡、性能下降与不确定性等，因此它们不是完美的选项。
第二种策略是集中式控制策略。
该策略通过中央控制器对整个光伏发电系统进行集中控制。
它基于光照条件、温度、负载需求等多个参数的监测和采集，使用优化算法来调节整个系统的工作。
集中式控制策略可以通过实时监测系统各个部分的运行状况，提供全面且准确的信息，从而有效地优化整个系统的输出功率。
然而，该策略需要较高的成本和复杂度，并且系统故障可能导致整个系统的故障。
第三种策略是分布式控制策略。
该策略采用分布式控制器，将控制算法分配到光伏电池阵列的每个单元，在设计和实现上更加简单和灵活。
分布式控制策略可以在不需要集中式控制器的情况下，实现功率的最大化。
这种策略具有较低的成本和较好的系统可扩展性。
然而，分布式控制策略在系统设计和实现上需要更多的技术支持和管理。
此外，还有一些其他策略，如混合控制策略和模型预测控制策略。
混合控制策略结合了最大功率点跟踪算法、集中式控制策略和分布式控制策略的优点，通过优化算法和控制器的组合来实现最大功率的输出。
光伏发电系统最大功率追踪控制算法综述及展望
光伏发电系统最大功率追踪控制算法综述及展望作者：杨桥桥来源：《华中电力》2014年第03期摘要：在光伏发电系统中，最大功率追踪控制算法（MPPT）有着举足轻重的作用，本文首先介绍了常见MPPT算法，同时考虑到最新的MPPT算法，并对此作了相关分类，分为：基于扰动自寻优的控制算法，基于优化模型的控制算法，基于智能原理的控制算法。
在前面的基础上，本文又对MPPT的成本、效率进行了分析，在综合考虑成本及效率的情况下，给出了成本-效率分析图。
最后，本文提出MPPT未来发展趋势了三个关注点：多种算法的混合、智能算法的研究、传统的算法改进。
关键词：MPPT；并网光伏发电系统；成本-效率分析；导纳增量法0 引言在光伏发电系统中，最大功率跟踪算法（MPPT）的研究一直是一个热点问题，正因为如此，很多关于最大功率跟踪算法不断被研究发现。
在这些算法中，我们必须对它们加以研究，了解它们的算法复杂程度，跟踪效果，实现成本等等因素[1]。
1 常见最大功率控制追踪算法最大功率控制追踪算法的实现实质为一动态自寻优过程，其控制策略为实时检测光伏阵列的输出功率，采用一定的控制算法预测当前情况下光伏电池可能的最大功率输出，通过改变当前阻抗来满足最大功率输出的要求。
当然虽然最大功率追踪控制算法基本思想是一致，但是在实现过程中却有各种方法。
1.1国内常见MPPT算法国内常见的控制算法主要有导纳增量法、扰动观察法、恒定电压控制法、短路电流检测法、电流扫描法、神经网络控制法、模糊控制算法等等。
1.2国外其他先进MPPT算法国外先进MPPT算法主要有：基于纹波相关性的控制算法、寄生电容法、负载电流或电压最大控制法、滞环比较法、最优梯度法等[7，8]。
2 近年来提出的最大功率跟踪控制算法2.1模糊控制方面的研究根据王兴贵等人的研究[9，10，11]，基于模糊控制的方法可有效消除最大工作点处的振荡现象，可提高系统的稳定性。
模糊控制可以在外界环境剧烈变化的情况下快速跟踪光伏电池的最大功率点并能克服最大功率点附近的功率振荡现象。
光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究综述
可 以实现 对 最大 功率 点 的跟 踪 。在实 际应 用 中增量 电导法需 要 给 １个合 适 的 阈值 Ｅ， 认 为 ｄ ／Ｕ ＋ 并 Ｐｄ ＝ Ｅ ＿
时 系统就 工作 在最 大 功率点 。当变 化小 于这个 阈值 时 就不 再 改 变 电压 工作 点 ，理 论 上 阈值越 小 越 好 ，
功 率 值 增 加 。 表 示 扰 动 方 向正 确 ， 朝 同 一 方 向 则 可
变 步 长 直 接 调 节 占空 比 的 电导 增 量 控 制 法 ；文献
观 察法 则 会 损失 较 大 的功 率 ， 且 很 有 可能 发 生误 并
判 ＿ ３ １ 。 目前 ，关 于扰 动 观察 法 的研 究 文献 非 常 多 ， 针
对 扰 动 观察 法 存在 的缺 点 ， 很多 文 献 已经 提 出 了一 些改 进 和优 化 的方 法 ， 献［】 文 ４巧妙 地 利用 经 典干 扰 观察 法 中扰 动 方 向改 变 的 时刻来 控 制 步长 的 改变 ， 即每 当变为 负 值 就减 少 步长 ； 献［］ 文 ５采用 了 ｉ 自 种 适应 的变步 长 干扰 观 察 法 ； 文献 ［］ 出 １ 基 于 占 ６提 种 空 比 的变步 长 的 干扰 观察 法 ； 献 ［ 提 出 了模糊 控 文 ７ ］ 制 的扰动 观察 法 。文献［］ 用 了 ３点 加权 比较来 避 ８采 免外 部环 境发 生突 变发 生 的误判 。 １ ． 电导增 量 法 ．２ ２ 从 有 光伏 电池 的 Ｐ Ｕ 曲线 可 以看 出 ， 最 大功 － 在 率点 处有 ｄ ／ ０ Ｐｄ ，通 过 简单 的数 学推 导可 以得 出 在最 大功 率点 处有 式 （ ） １ 成立 ：
１ ． 扰 动观 察 法 （＆ ．ｉ ２ Ｐ Ｏ）
扰 动 观 察 法 （ ｅｔｒ Ｐ ｒ ｂ＆ Ｏ ｓｒｅ Ｐ ｕ ｂ ｅｖ ，＆Ｏ） －是 目 ［７ ３１ 前 实现 最大 功率 点跟 踪 的常用 方 法之 一 。其原 理 是 每 隔一 段 时 间对 光 伏 阵 列 的工作 点 实 施 扰动 ， 后 然
太阳能光伏发电最大功率点跟踪技术资料
下，但对传感器的精度要求比较高，因而整个系统的硬件造价
也较高。
MPPT方法比较
方式 工作原理 恒压法 把工作电压设置到 固定值 扰动观察法 扰动设置工作点电 压，监控功率的增 量来定位MPP 电导增量法 扰动设置工作点电 压，监控工作点出 功率与电压的导数 变化率来定位MPP 误判率低，跟踪精 度高 硬件要求高，算法 实现复杂
345.6V/8.9 kW，55℃ O
，则 55 ℃ 时的功率为 8.9kW ，仅
电压U
为此时最大功率的93.7%
恒电压控制法基本原理
某型光伏电池在不同光照强度下的功率-电压曲线
在一定温度情况下，最大功率点近似分布在同一直线上 ，若采用一垂直直线代替，即为保持恒定电压不变，说明光 伏电池的最大功率输出点大致对应某一恒定电压 ，可对其进 行等效代替。通过实验测试，可以得到光伏电池在某一日照
设定电压UPV
UPV=UPV+ΔU
如果功率增加，则说
检测输出电压Un，输 出电流In 计算Pn （Pn=UnIn） Pn>Pn-1? ΔU=-ΔU
明电压的改变方向正确， 继续在该方向上按照此步 长变化电压；如果功率减
N
少，则说明电压的改变方
Y
向错误，在下一控制周期
反向调整参考电压。
干扰法的控制流程图
MPPT控制方法的分类
准最大功率点跟踪法（间接） 真最大功率点跟踪法（直接）
准最大功率点跟踪法（间接）
曲线拟合法 查表法 定电压法（CVT） 开路电压比例系数法 短路电流比例系数法 有限周期电流扰动法
定电压法（CVT）
最早出现的光伏功率输出控制方法是定电压（CVT）控制，
即当光照强度或温度发生变化时，始终控制光伏电池输出电 压维持恒定控制
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。
其次，最大功率点跟踪技术能够提高太阳能光伏发电系统的稳定性和可靠性。
光照和温度的变化会影响太阳能光伏电池的输出性能，没有最大功率点跟踪技术的情况下，系统的输出功率会受到较大的波动，导致系统性能的不稳定。
而通过最大功率点跟踪技术，可以有效地抵消这些外界因素的影响，使得系统的输出功率在最大功率点附近波动较小，提高系统的稳定性和可靠性。
光伏系统最大功率点跟踪方法概要
由太阳电池的输出特性所决定，随着光照强度、温度等自然条件的改变，最大输出功率点也相应改变。
为了提高光伏发电效率、降低成本，光伏发电系统必须考虑最大功率点的跟踪问题。
１太阳能电池的伏安特性太阳能光伏阵列光照特性解析式如下［１］：Ｉ＝Ｉｇ－Ｉｄｅｘｐｑ（Ｖ０＋Ｉ０Ｒｓ" ）－#$１－Ｖ０＋Ｉ０Ｒｓｓｈ（１）式中：Ｉ０，Ｖ分别为太阳能电池的输出电流和输出电压；Ｉｄ为二极管饱和电流；Ｉｇ为光生电流；ｑ为电子的电荷量（１×１０－１９Ｃ）；Ａ为二极管特性因子；Ｋ为波尔兹曼常量（１．３８×１０－２３Ｊ／ｋＷｈ）；Ｔ为太阳能电池温度；Ｒｓ，Ｒｓｈ分别为太阳能电池的串联、并联电阻。
对于太阳能电池来说，式（１）中的（Ｖ０＋Ｉ０Ｒｓ）／Ｒｓｈ数值很小，可以忽略不计。
Ｉ—Ｕ特性可近似表达为Ｉ＝Ｉｓ－Ｉｄｅｘｐｑ（Ｖ０＋Ｉ０Ｒｓ" ）－#$１（２）开路状态时，Ｉ＝０，Ｕ＝Ｕｏｃ；短路状态时，Ｉ＝Ｉｓｃ，Ｕ＝０；在最大功率点，Ｉ＝Ｉｍ，Ｕ＝Ｕｍ，ｄＰ／ｄＵ＝０。
根据系统在最大功率点处和开路状态下的条件，最后可以求得太阳能电池阵列的体系模型。
Ｉ－Ｕ特性、Ｐ－Ｕ特性都是温度和光强的函数，它们都随这２个因素的改变而变化，其中，温度主要影响输出电压，光强主要影响输出电压。
２最大功率点的跟踪方法为追踪光伏系统的最大功率点，我们在参考国内外经验和方法的基础上，依据太阳能电池的Ｉ－Ｕ和Ｐ－Ｕ输出特性，得出下列最大功率点的追踪方法。
２．１恒定电压跟踪法收稿日期：２００６－１１－０１。
作者简介：李玲（１９８０－），女，硕士研究生，从事光伏技术的应用和研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｌｉｎｇ１３８８８６３４６６０＠１２６．ｃｏｍ光伏系统最大功率点跟踪方法李玲，谢建，杨祚宝（云南师范大学太阳能研究所，云南省农村能源工程重点实验室，昆明云南６５００９２）摘要：最大功率点跟踪是光伏发电系统中重要的问题。
在对太阳电池特性曲线分析的基础之上，阐述了几种常用的光伏系统最大功率点的追踪方法。
最大功率点跟踪(MPPT)技术简介.
复旦大学
内容
• • • • MPPT介绍 MPPT工作原理 MPPT优点 MPPT算法简介
复旦大学
MPPT优点
MPPT控制器可以智能调节太阳能 发电板的工作电压，使太阳能板始 终工作在V-A特性曲线的最大功率 点。 比较普通太阳能控制器，对太 阳能板发电功率的利用率提高了 10—30%
复旦大学
内容
复旦大学
MPPT工作原理
太阳能电池板的伏安特性
太阳能电池板的伏瓦特性
复旦大学
MPPT工作原理
• 最大功率点的跟踪控制本质上是一个自寻 优过程，即通过测量电流、电压和功率， 判定出当前工作点与峰值点的位置关系， 并调节工作点电压（或电流），使其向峰 值功率点靠拢，从而使光伏系统运作在峰 值功率点附近。
复旦大学
内容
• • • • MPPT介绍 MPPT工作原理 MPPT优点 MPPT算法简介
复旦大学
MPPT工作原理
太阳能光伏阵列的输出特性具有非线性的特点，并且输出受太阳幅 照度，环境温度和负载影响，只有在某一输出电压值时，光伏阵列 的输出功率才能达到最大值，这时光伏阵列的工作点就达到了输出 功率电压曲线的最高点，称之为最大功率点（MPP-maximum power point）。为了提高太阳能转化效率，就必须使系统保持运 行在PV面板最大功率点附近。
复旦大学
最大功率点跟踪-MPPT简介
2013年4月10日
复旦大学
内容
• • • • MPPT介绍 MPPT工作原理 MPPT优点 MPPT算法简介
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内容
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MPPT介绍
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Survey of Maximum Power Point Tracking Techniques for Photovoltaic Array
ZH OU L in, WU Jian, LI Qiu - hua, GUO Ke ( St at e Key L aborat ory of T ransmission & Dist ribut ion Equipm ent and Pow er Sy st em Saf et y and New T echnolo gy, Chongqing Univer sit y, Cho ng qing 400044, China)
阵列更高转换效率的方法, 研究人员在这两方面一 直都在努力。 1. 1 基于优化数学模型的 MP PT 控制方法 这类方法是以建立优化的数学模型为出发点 , 构造求解方法及光伏阵列特性曲线 , 从而得出光伏 阵列的最大功率输出, 所以光伏电池的等效电路模 型及各种参数的正确性是需要着重考虑的。 1. 1. 1 开路电压比例系数法 从光伏阵列的外特性可知 , 当光伏阵列的开路 电压 U OC 在不同的光强和温度下发生改变时 , 光伏 阵列的最大功率点电压 U MPP 也近似地随之 成比例 变化。由此可 以得出光伏阵列 的最大功率点 电压 UM PP 和光伏阵列的开路电压 U OC 之间存在着近似的 线性关系 , 即 UM PP U k 1 U OC 。 ( 1) 式中 , k 1 为比例常数且 < 1; U MP P 与 U OC 的单位一致 即可。虽然这种方法原理简单 , 但是对于不同的阵 列 k 1 有不同的取值, 文献 [ 8 - 11] 给出的数值为 01 71 ~ 0 1 80。 UOC 可以通过将光伏阵列和负载断开来测
第 34 卷 第 6 期 2008 年 6月
高
电
压
技
术
H igh V olt ag e Engineering
V ol . 34 N o. 6 J une 2008
# 1145 #
光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述
周
摘
林, 武
剑, 栗秋华, 郭
珂
( 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400044)
基金资助项目 : 重庆市自然科学基金 ( CST C2007BB6170) 。 Project Support ed by N at ural Science Fou ndat ion of Chongqing ( C STC2007BB6170) .
由于光伏电池的输出电压和输出电流随着日照 强度和电池结温的变化具有强烈的非线性 , 因此在 特定的工作环境下存在着一个唯一的最大功率输出 点 ( M PP) 。在实际的应用系统中 , 自然光的辐射强 度及大气的透光率均处于动态变化中, 为了在同样 的日照强度和电池结温下获得尽可能多的电能, 就 存在着一个最大功率输出点跟踪 ( M PP T ) 的问题。 本文按照控制理论的出发点以及 M PPT 控制 方法的发展过程, 对常用的 M PP T 控制方法进行了 分类总结并分析比较了各种方法的优缺点。
[ 6, 7]
图1
不同光照强度下光伏阵列的输出特性
Fig. 1 Irradiance characteristics of PV array
图2 Fig. 2
不同电池结温下光伏阵列的输出特性 Temperature characteristics of PV array
[ 12]
也是获得光伏
得 , 这样即可以计算出最大功率点电压 UM PP 。 采用开路电压比例系数法不会产生在最大功率 点附近的振荡, 并且结构简单, 可以用廉价的模拟电 路实现。但由于( 1) 式是一个近似的公式 , 所以光伏 阵列并不是工作在真正的最大功率点上, 同时由于测 量 UOC 要将负载侧断开, 所以存在瞬时的功率损失。 1. 1. 2 短路电流比例系数法 从光伏阵列的外特性还可以看出, 当光伏阵列 的短路电流 I SC 在不同的光强和温度下发生改变时, 光伏阵列的最大功率点电流 I M PP 也近似的随之成比 例变化。由此可以得出光伏阵列的最大功率点电流 I MP P 和光伏阵列的短路电流 I SC 之间存在着近似的 线性关系, 即 I M PP U k 2 I SC 。 ( 2) 式中 , k 2 为比例常数且 < 1; UMP P 与 I SC 的单位一致即 可。对于不 同的光 伏阵列 k 2 有不同的 取值, 文献 [ 8] 给出的数值为 01 86。 短路电流比例系数法存在和开路电压比例系数 法同样的缺点, 即由于 ( 2) 式是一个近似的公式, 所 以光伏阵列并不是工作在真正的最大功率点上。另 外测量 I SC 要比测量 UOC 复杂, 通常需要在逆变器中
Abstract: It is necessary to tr ack the max imum po wer point ( M PP) o f t he PV arr ay rapidly and accur ately and it can incr ease the output pow er of photo vo ltaic ar ray . T his ar ticle summarizes the methods of M ax imum Po wer Po int T racking ( M P PT ) , including the Per turb - and - observat ion M ethod and Incr emental Conductance M et ho d and po ints o ut the limitations and notes of tho se two methods. T his pa per divides a number o f different techniques for M PP T of PV ar ray s into fo ur g ro ups by the co nt rol theo ry and dev elo pment pr ocess of M P PT , analyses their mer its and demer its and co mpar es methods w ith others. T he main aspects o f t he M P PT techniques to be taken int o co nsid er ation ar e highlighted in t he subsequent subsectio n. Finally , some feasible thoughts w ith new technolog ies for so l v ing pro blem are discussed and its st udy dir ect ion in the future is also lo oked ahead. It is also indicated that M PPT in the sing le- stage inv erter for PV systems has beco me a ho t research area at home and abr oad. Key words: maximum pow er po int tracking ( M P PT ) ; max imum po wer po int ( M PP ) ; photo vo ltaic ( PV ) arr ay; photo vo ltaic pow er g ener atio n; per turb - and - observat ion; incr emental co nductance
0
引
言
随着经济的发展和社会的进步, 能源需求日益 增长 , 常规能源越来越供不应求。同时 , 常规能源的 大量使用造成了世界范围内的 环境污染和生 态恶 化, 因此新能源的开发和应用成为当今世界发展的 必然趋势。太阳能是一种十分具有潜力的新能源 , 光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一。虽然 光伏发电与常规发电相比有技术条件的限制, 如投 资成本高、 系统运行的随机性等, 但由于它利用的是 可再生的太阳能 , 而且作为清洁能源无大气和放射 性污染, 因此其具有良好的发展前景
电
压
技
术
第 34 卷第 6 期
# 1147 #
添加开关来周期性的短路光伏阵列从而测得 I SC 。 1. 1. 3 电流扫描法 电流扫描法通过对光伏阵列电流的扫描波形来 获得光伏阵列的 I- U 特性曲线 , 与此同时, 光伏阵列 在最大功率点的工作电压可以 通过其特性曲 线获 得
1
光伏阵列最大功率点跟踪控制方法
光伏电池是一种非线性的直流源, 图 1 和图 2 分别给出了某光伏阵列不同光照强度和不同电池结 温下光伏阵列输出的 特性曲线。由 图 1 和图 2 可 知 , 当外界自然条件改变时 , 光伏阵列的输出特性将
# 1146 #
June 2008
H ig h
Volt age Engineering
要 : 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 ( M P PT ) , 但目前很多 最大功率点 跟踪方法 跟 踪不 够准确 , 从而导致了光伏系统的功率损失 , 为此综述 了光伏 阵列最 大功率 点跟踪 的各种 方法 , 包括日 益成熟、 改进 和优化策略较多的扰动观察法和电导增量法 , 并总结 了两种方法应用的局限性和 需要注意的 问题。从最大 功 率点跟踪的控制原理和发展历程出发 , 归纳了基 于优化数学模型、 扰动自寻优、 智能处理 方法及输出 端控制等 4 类 方法 , 分别说明了各种跟踪控制方法的优点和不 足之处 , 并 指出具 体选择 方法时 需要统 筹考虑跟 踪方法 实现的 难 易程度、 经济成本、 传感器类型、 跟踪速度与精度的协调以 及应用领域等各种因素。最后探 讨了最大 功率点跟踪 控 制方法的发展思路 , 对该领域今后的研究方向做 了展望 , 指 出单级 式光伏 逆变系 统中的 最大功率 点跟踪 己成为 国 内外光伏领域的一个研究热点。 关键词 : 最大功率点跟踪 ; 最大功率点 ; 光伏阵列 ; 光伏发电 ; 扰动观察法 ; 电导增量法 中图分类号 : T M 615 文献标志码 : A 文章编 号 : 1003 - 6520( 2008) 06 - 1145 -10