一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析
基于MPPT技术的光伏路灯控制系统硬件设计
04
基于mppt技术的光伏路灯控制系统硬 件设计实现与验证
基于mppt技术的光伏路灯控制系统硬件设计实现
确定硬件设计方案
根据光伏路灯控制系统的需求，确定以MPPT技术 为核心的硬件设计思路。
设计MPPT电路
根据MPPT技术原理，设计适用于本系统的MPPT 电路，实现最大功率点追踪。
选择合适的太阳能电池板
对实验和测试结果进行分析和比较，得出 结论，为进一步完善系统提供依据。
对整个研究工作进行总结和归纳， 提出改进意见和建议。
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2023
基于mppt技术的光伏路灯 控制系统硬件设计
目录
• 绪论 • 基于mppt技术的光伏路灯控制系统硬件设计概
述 • 基于mppt技术的光伏路灯控制系统硬件设计详
细方案
目录
• 基于mppt技术的光伏路灯控制系统硬件设计实 现与验证
• 结论与展望 • 研究工作建议
01
绪论
研究背景与意义
1 2
研究光伏路灯控制系统的智能化和自适应化技术，实现 更加智能、高效、安全的光伏路灯控制
06
研究工作建议
了解市场需求
了解现有光伏路灯控制系统的优缺点，针对市场需求，明确 研究目标。
对各种光伏路灯控制系统进行比较分析，得出结论，为研究 工作提供指导。
设计硬件系统方案
根据市场需求和实际条件，设计出合理的硬件系统方案， 包括太阳能电池板、蓄电池、LED路灯等。
mppt控制器硬件设计
MPPT控制器选择
选用基于电感电流断续模式的控制器，如L6206或L6207，以 实现最大功率点追踪。
控制器电路设计
根据MPPT控制原理，设计输入电压、输入电流、输出电压和 输出电流等检测电路，以及开关驱动电路和故障保护电路等 。
一种光伏系统的变步长MPPT算法
算法 ， 但效率十分低 ， 这在很多大系统中是不可容忍 的。 目前的改进算法通常是以上几种基础算法 的演
变。主流变步长算法主要是通过在算法 中引入 比例因子 ， 通过 比例因子 的改变而确定步长 。而确定 比 例 因子的算法通常包括神经网路法 、 斜率法和差值法 ］ 。 本文 以光伏面板模型和Ｄ Ｃ升压电路模型为基础 ， 给出一种 由固定 电压法和变步长 Ｐ ＆ Ｏ算法相结合
Ｖ ｂ ｌ ＿ ３ ７ ＮＯ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ４
一
种光伏 系统 的变步长 ＭＰ Ｐ Ｔ算法
李峰 毅
（ 鞍山市宏 源 自动化工程有限公司 ， 辽宁 鞍山 ・ １ １ ４ ０ ４ ４ ）
摘 要 ： 具体分析 了目前太阳能Ｐ Ｖ电池面板主流的Ｐ ＆ Ｏ算法， 提 出了一种新型改进型Ｐ ＆ Ｏ算法， 有效的结合
关键 词 ： 光伏发电； Ｐ ＆Ｏ 算法； 变步长； 最大功率点追踪改良算法
中图分 类号 ： Ｔ Ｋ ５ １ ３ ． ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ４ ． １ ０ ４ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ 。 ０ ０ ４ ３ ． ０ ６
近年来 ， 人类对清洁无污染生活环境诉求逐步提高 ， 许多低污染无污染 的可持续性能源逐渐得到了 重视和快速的发展ｎ 。光伏能源和风能都是 目前公认的适合大批量开发 的清洁新能源。由于随时变化的 光强度对光伏 系统输 出功率有着极大的影响力 ， 所 以最大功率输出点的追踪捕捉成为掌握光伏发电系统
第３ ７ 卷 第１ 期
２ ０ １ ４ 年２ 月
辽 宁 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ
太阳能光伏MPPT技术仿真研究与硬件电路设计
为 了 尽 可 能 提高 整 个 光 伏 系统 的发 电效 率 ，本 文 将 恒 定 电
压 控 制 法 与 扰 动 观 察 法结 合 在 一起 ，对 光伏 电池 最 大 功率 点进 行 快 速 、 确 地 跟 踪 ， 过 仿 真 研 究 进 行 了验 证 。 准 通
Ｕｌ Ｕ Ｚ Ｕ３ Ｕ ｘ ｍａ Ｕ４ Ｕ ５
１６ ０
太 阳 能光 伏 ＭＰ Ｔ技 术 仿 真 研 究 与硬 件 电路设 计 Ｐ
太阳能光伏 ＭＰ Ｔ技术仿真研究与硬件电路设计 Ｐ
ＭＰＰ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｔ ｖ ｌ ｉ ｒ ｙ ａ ｄ Ｔ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｔ ｄ ｆ Ｐ ｏｏ ｏｔ ｃ Ａｒａ ｎ Ｈａ ｄ ａ ｒ ｗａ ｅ Ｃｉ ｕｔ Ｄｅ ｉ ｎ ｒ ｒ ｉ ｃ ｓｇ
率 点才 能 充 分 利 用 光 伏 电 池 的 容量 ， 高 整个 系统 的发 电效 率 。 提 因此 ，光 伏 发 电系 统 需 要 保 证 系 统 不 论 在 何 种 日照 及 温 度
条 件 下 ，始 终 使 光 伏 阵 列 工 作 在 最 大 功 率 点 处 ，并 且 是 动 态 跟 踪。 已有 的 ＭＰ Ｔ方 法 ， Ｐ 如恒 定 电压 控 制 法 、 动 观 察 法 、 扰 电导 增
吕 昌睿 曾 奕 宋 辉
（ 海 交通 大学 电气工程 系电力传 输与功 率 变换控 制教 育部 重点 实验 室 ， 上 上海 ２ ０ ４ ） ０ ２ ０
摘 要 最 大 功 率 点 跟 踪 （ Ｐ ） 术是 太 阳 能 光 伏 发 电 系统 的 核 心技 术 ， 何 进 行 快 速 、 确地 跟 踪 ， ＭＰ Ｔ 技 如 准 直接 影 响 到 整 个光 伏
它 发 电形 式 的特 点 之 一 。 当 Ｅ照 强 度 和 环 境 温 度 变 化 时 ， ｌ 光伏 电池 的 输 出 电压 和 电 流 呈 非线 性 关 系 变 化 ，其输 出最 大 功 率点
一种应用于光伏系统的MPPT算法设计及仿真
２ ． Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ ３ ３ ０ ０ ９ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｎ ｏ ｂ ｓ ｅ ｒ ｖ ￣ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｉａ ｒ ｂ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｐ ｓ ｉ ｚ ｅ ｐ ｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｂ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ
０引 言
光伏 电 池 的 实 际输 出功 率 随光 照强 度 、 电池 温 度 和
式中， Ｋ 为 步 长增 益 系数 ； Ａ Ｐ为 功 率 变 化 量 。 变 步 长 的 难 点 在 于 的 选 择 ， 需 要 经 过 实 验 Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ ｏ ｆ才 能 找 到 比较 合 适 的值 。 当系 统 功率 较 大 时 ． △ 尸相对 较 大 ， 则 应该 选择相 对小 ； 而 当系统 功 率较 小 时， △ Ｐ相对 较 小 ， 则 应 该选 择相 对较 大些 。 所 率点跟踪（ Ｍ Ｐ Ｐ Ｔ ） 算法作
为光 伏 逆 变 器 中一 项 重 要 的 功 能 ． 它能使得光伏（ Ｐ Ⅵ 电
池最大功率输出 ． 从而提高光伏 阵列 的整体效率
ＭＰ 算法有 很多种 ， 包 括恒定 电压ｆ Ｃ Ｖ １ 法、 扰 动 观察 ｆ Ｐ ＆ Ｏ １ 法和增 量 电导ｆ Ｉ Ｎ Ｖ ） 法等 ． 其 中最 实 用 的 是 扰 动 观 察 法 固 定 步 长 的 扰 动 观 察 法 存 在 步 长 难 以 选 择 的 问题 ． 步长大 。 则追踪 速度较快 ， 但最 大 功 率 点 附 近 波 动 幅度 较 大 ： 步长小 ． 则 追踪速度较 慢 ． 甚 至 陷 入 局 部 最 优 为 了使 得 离最 大 功 率点 较远 时 以 大 步 长 追 踪， 而在最 大功率点附近 时 ． 以小步长跟 踪 。 在 扰 动 观 察 法 的基 础 上 ． 提 出 依 据 功 率 变 化 大 小 的 变 步 长 扰 动 观察法 ． 并 通 过 仿 真 验 证 其 正 确 性
光伏系统中的MPPT算法研究
光伏系统中的MPPT算法研究本文提出了恒定电压法与变步长的滞环比较法相结合的MPPT新算法。
该算法有效地克服了传统MPPT算法中存在的振荡和误判现象，同时兼顾到跟踪速度和精度的要求。
标签：MPPT；恒定电压法；滞环比较法；Matlab/Similink0 引言本文根据光伏电池输出特性与光照度和温度的关系，建立了基于Boost电路的MPPT仿真模型，在分析恒定电压法和常规扰动观察法的优缺点基础上，对扰动观察法进行了改进，提出了一种将恒定电压法发和变步长滞环比较法相结合的MPPT控制新算法。
2 MPPT算法的提出2.1 恒定电压法根据1.2中的P-U特性曲线，在辐射度大于一定值并且温度变化不大时，光伏电池的输出P-U曲线上的最大功率点几乎分布于一条垂直直线的两侧附近。
因此，若能将光伏电池输出电压控制在其最大功率点附近的某一定电压处，光伏电池将获得近似的最大功率输出，这种MPPT控制称为恒定电压法[1-2]。
由上所述，可以认为光伏阵列的最大功率点电压近似为恒定电压，即：（1）其中，系数k的取值取决于光伏电池的特性，一般k的取值大约在0.8左右。
恒定电压法是一种开环的MPPT算法，其控制简单迅速，但由于其忽略了温度对光伏电池输出电压的影响，因此温差越大，恒电压跟踪法跟踪最大功率点的误差也就越大。
2.2 变步长的滞环比较法扰动观察法是采用两点进行比较，即现在的工作点与扰动前的工作点进行比较，根据功率的变化方向决定电压的扰动方向，除造成较多的扰动损失外，还可能出现误判。
变步长的滞环比较法可在日照强度快速变化时不跟随移动工作点，而是等到日照强度比较稳定后再跟踪到最大功率点，减少了扰动损失[3]。
变步长滞环比较法的基本工作原理为：假设A点为当前工作点且未发生误判，以A点为中心，左右各取一点形成滞环，依据判定的扰动方向扰动至B点，再反向两个步长扰动至C点，如果C、A、B的功率测量值依次为、、，三点的电压为、、，且满足：、。
mppt算法分析【精选文档】
MPPT算法分析1.MPPT概述下图是太阳能电池板的伏安曲线和功率曲线，可以看出随着电压的增大,电流总是减小的，而功率有最大值。
太阳能电池板的最优工作点称为最大功率点,它主要取决于电池板的工作温度和当时的光照水平。
在不同的温度和光照强度下太阳能电池板的最大功率点不同，要使太阳电池板尽可能地工作在最大功率点,需要使用光伏最大功率跟踪(MPPT），MPPT 技术实施最重要的是寻找合适的MPPT控制算法,能在快速变化的天气条件下有效地跟踪最大功率点,控制电池板尽可能地工作在最大功率点上。
2.MPPT算法MPPT有多种算法,常见的有恒压跟踪法、电导增量法和干扰观测法（又称为爬山法）等，下面分别讨论。
（1)恒压跟踪法从上图可以看到,当温度一定时,不同光强下太阳能电池板的最大功率点几乎落在同一根垂直线的两侧邻近，这就有可能把最大功率线近似地看成电压V 为常数的一根垂直线，使光伏电池板工作于某一个固定的电压.恒压跟踪法是一种近似最大功率的跟踪方法。
恒压跟踪法有一定的功率损失.特别是温度变化时,太阳能电池板的开路电压随之变化,而恒压跟踪法的电压是一个恒定值，因此跟踪效率不高。
（2）电导增量法电导增量法通过比较太阳能电池板的电导增量和瞬间电导来输出控制信号。
当输出电导的变化量等于输出电导的负值，即满足时,太阳能电池板工作在最大功率点。
当太阳能电池板的电导增量与瞬间电导的和大于0时，应增加太阳能电池板工作电压，使其达到最大功率点;当太阳能电池板的电导增量与瞬间电导的和小于0时,应减小太阳能电池板工作电压，使其达到最大功率点。
电导增量法控制精确，响应速度比较快，适用于大气条件变化较快的场合。
但是对硬件的要求特别是传感器的精度要求比较高,系统各个部分响应速度都要求比较快，因而整个系统的硬件造价也会比较高.就理论而言,电导增量法的理论表达是无可挑剔的。
但是当传感器的精度有限时，处理器对太阳能电池板的电导增量和瞬间电导的计算会有误差,于是将不可避免的产生跟踪不准确的情形。
光伏发电系统中的MPPT算法优化研究
光伏发电系统中的MPPT算法优化研究随着全球气候变化的加剧，人们迫切需要寻找新能源替代传统能源，以达到能源安全和环保的目的。
光伏发电是一种新兴的能源技术，它可以将太阳能转换为电能，而且没有任何污染，十分环保。
但是，由于天气、季节、太阳角度等因素的影响，太阳能的输出不稳定，因此需要一种能够根据当前太阳能输出功率自动调节电压和电流的控制系统，以提高发电效率。
这就是MPPT算法。
一、MPPT算法简介MPPT（Maximum Power Point Tracking）是一种广泛应用于光伏发电领域的算法，它能追踪太阳能电池板的最大输出功率点，从而将太阳能的输出转化为最大的电能输出，提高光伏发电效率。
MPPT算法通常分为两种类型：模拟算法和数字算法。
模拟算法包括 Perturb and Observe 算法（简称 P&O 算法）和 Incremental Conductance 算法（简称 IC 算法）。
P&O 算法通过周期性地改变太阳能电池板电流和电压来找到最大功率点，但是由于其存在震荡，对最大功率点的跟踪速度较慢，精度也较低。
IC 算法根据太阳能电池板的导电率，快速跟踪最大功率点，但是其算法复杂度较高，难以实现。
数字算法包括 Perturb and Observe 算法和 Incremental Conductance 算法的改进方法，如 Hill Climbing 算法、Gradient Descent 算法、Adaptive Perturb and Observe算法等。
这些算法通过使用数学模型来代替硬件电路来优化太阳能电池板输出功率，能够达到更高的跟踪速度和精确度，但是相对复杂，需要较高的计算能力。
二、MPPT算法优化在实际的光伏发电系统中，MPPT算法的优化是非常重要的，它能够提高发电效率，减少能源浪费，变相地提高光伏发电的经济效益和环保效益。
以下是几种MPPT算法的优化方法。
1、遗传算法优化遗传算法是一种基于自然选择和遗传进化理论的全局寻优算法，它通过模拟生物进化过程来搜索最佳解，具有强大的优化能力。
光伏发电系统中的MPPT算法研究
光伏发电系统中的MPPT算法研究随着环境保护意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显，光伏发电作为一种清洁、可靠的能源来源得到了广泛应用。
然而，光伏发电系统的效率和能量利用率受到多种因素的影响，其中最为重要的就是最大功率点追踪（MPPT）算法的选择和研究。
本文将对光伏发电系统中的MPPT算法进行深入研究，并探讨其在提高系统性能和增加能量利用效果方面的重要性。
MPPT算法是光伏发电系统中至关重要的一个环节，其主要功能是通过动态调整光伏阵列输出电压和电流，以最大化输出功率。
光伏发电系统的输出功率取决于光照强度、温度和阵列特性等因素，因此，MPPT算法的主要任务是找到一个最佳操作点，在光伏阵列的特性曲线上获取最大功率点。
实现了MPPT算法后，能够大幅提高光伏发电系统的效率和能量利用率，从而增加系统的经济效益和可靠性。
目前常用的MPPT算法包括传统的模拟算法和现代的数字算法。
模拟算法中，传统的Perturb and Observe（P&O）方法、Incremental Conductance（IC）法和Hill Climbing（HC）法被广泛应用于光伏发电系统中。
这些算法通过采集光伏阵列的电流和电压信息，根据功率曲线的斜率或连续的功率变化进行调整，逐渐趋近于最大功率点。
然而，模拟算法在快速变化的光照条件下，容易产生震荡现象并且对阵列输出电流和电压的采样速度较慢，导致系统响应较慢。
与传统的模拟算法相比，现代的数字算法更加精确和灵活。
这些算法基于微处理器或数字信号处理器，利用精确的测量数据进行最优功率点追踪。
其中，基于模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）的MPPT算法是近年来的研究热点之一。
该算法通过对光伏阵列的模型进行建模和预测，利用最小化误差的优化控制方法实现最大功率点追踪。
相比于传统算法，MPC算法具有更好的动态响应性能和较快的追踪速度，可以有效应对光照变化的快速性。
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。
光伏电站MPPT算法的研究与应用
光伏电站MPPT算法的研究与应用随着能源技术的不断发展，太阳能作为一种绿色、清洁、可再生的能源得到了广泛的关注和应用。
光伏发电是太阳能利用的一种方法，它可以将太阳能转换成电能，并且没有污染、噪音等问题。
在光伏电站中，光伏阵列是关键的组成部分。
光伏阵列的功率输出受到各种因素的影响，如光照强度、温度、阴影等。
因此，设计一个高效稳定的功率跟踪算法是至关重要的。
MPPT（Maximum Power Point Tracking）算法是一种实现功率跟踪的重要技术。
通俗来讲，MPPT算法就是为了让光伏阵列能够输出最大功率而运用的一种算法。
在MPPT算法中，需要根据光照强度和温度等因素来确定电池板输出功率最大时的点。
经过多年的研究和实践，目前已经有多种MPPT算法被广泛应用在光伏电站中，如Perturb and Observe方法、Incremental Conductance方法、Hill Climbing方法等。
其中，Perturb and Observe方法是一种较为简单的MPPT算法，它通过不断扰动电池板的工作点并观察输出电压和电流变化情况来确定最大功率点。
该算法具有实现简单、响应速度快等优点，但是在光伏阵列存在阴影和多峰问题时会出现误判。
相比之下，Incremental Conductance方法在光伏阵列存在阴影和多峰问题时具有更好的性能，它可以利用光伏阵列输出电压和电流变化的趋势来实现最大功率点跟踪。
此外，该算法稳定性较高，能够适应不同的光照强度和温度等环境。
Hill Climbing方法也是一种常见的MPPT算法，它类似于寻找山顶的过程。
每次比较当前工作点和相邻工作点输出功率大小，不断寻找更高的功率点，直至找到最大功率点为止。
该算法响应速度较快，但是容易陷入次优解并且需要较高的计算功耗。
除此之外，还有很多其他MPPT算法，如模型预测控制方法、人工神经网络方法、模糊控制方法等。
这些算法都有各自的特点和适用范围，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的算法。
光伏发电中的MPPT算法研究
光伏发电中的MPPT算法研究光伏发电技术已经成为当前最受欢迎的可再生能源之一。
光伏发电系统的重要组成部分之一就是最大功率点追踪系统（MPPT）。
在由光伏电池产生的不稳定、波动的电压和电流中，MPPT算法可以确保系统达到最佳的转换效率，并且可以使整个光伏发电系统的工作更加稳定和可靠。
MPPT算法的作用在光伏发电系统中，MPPT算法可以自动追踪光伏电池的工作状态，准确地找到光伏电池的最大功率点（MPP），从而确保系统发电的效率最高、稳定性最好。
MPPT算法旨在消除光伏电池的阻抗失配问题，以实现从电池中提取最大功率的目标。
通过这种算法，系统可以自适应地调整输出电压和电流，以确保系统始终工作于最佳状态。
常见的MPPT算法在光伏发电领域中，有许多种不同的MPPT算法。
其中最常见的算法包括Perturb and Observe（P&O）、Incremental Conductance（IC）、Fractional Short Circuit Current（FSCC）、Fractional Open Circuit Voltage（FOCV）以及Model Predictive Control（MPC）等。
Perturb and Observe（P&O）算法在当前光伏发电系统中使用最为广泛，其原理是在不断改变输出电压的同时观察光伏电池的当前功率，当功率发生变化时，系统就会调整电压的方向。
虽然P&O算法相对简单易懂，但在实际使用中也存在一些缺点。
例如，P&O算法必须以固定的步长逐渐调整电压，因此难以实现更高级的最大功率追踪。
Incremental Conductance（IC）算法可以消除P&O算法的部分缺点。
IC算法通过观察电池的电流和电压的变化，判断当前电池是否在MPP的左边或右边，并自适应地调整输出电压的方向，从而能够更快速、准确地找到MPP。
Fractional Short Circuit Current（FSCC）算法和Fractional Open Circuit Voltage （FOCV）算法则是一些较新的MPPT算法。
太阳能发电系统中MPPT算法研究
太阳能发电系统中MPPT算法研究太阳能发电系统是一种可持续发展的新型能源，可以为人类居住环境提供支持。
然而，由于较低的能量密度、受环境条件影响等原因，太阳能发电系统的利用还有很大的提升空间。
其中，MPPT算法是一个重要的技术，可以实现太阳能发电系统的高效运行。
本文就在此背景下探讨太阳能发电系统中MPPT算法的研究现状、发展趋势和挑战。
一、太阳能发电系统中的MPPT算法MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪）算法是太阳能发电系统中用来提高发电效率和稳定性的一种方法。
该算法通过实时采集太阳能电池板的电信号，并将其与最大功率点进行比较，然后实时调节电压或电流值，从而确保系统始终处于最佳发电状态。
目前，太阳能光伏发电系统中最常见的MPPT算法是模拟算法和数字算法。
其中，基于微处理器的数字算法因其灵活性和可实现的功能而得到广泛使用。
在数字算法中，PandO算法、Incremental Conduction法、全跟踪算法等均有较好的应用效果。
二、太阳能发电系统中MPPT算法的研究现状目前国内外对MPPT算法的研究主要集中在以下几个方面：（一）基于模拟算法的研究传统的模拟算法包括虚拟电阻法、微处理器控制法、附加功率法等，这些算法的优点是调节简单、应用广泛，但缺点在于精度相对较低，不能进行数值分析和数学模型建立。
（二）数字算法的研究数字算法主要分为两种：开环和闭环。
开环算法主要依靠模型对输入信号进行预测，而闭环算法则通过实时反馈和控制来跟踪最大功率点。
（三）MPPT系统的仿真研究为了更好地掌握MPPT算法的原理和机制，一些学者和工程师使用SPICE等仿真软件对太阳能发电系统进行了多次仿真。
这些仿真不仅加深了MPPT技术的理解，而且也为太阳能发电系统的实际应用提供了参考依据。
三、太阳能发电系统中MPPT算法的发展趋势随着科学技术和社会经济的快速发展，太阳能发电系统中MPPT算法也不断发展和改进。
一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析
一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析摘要：在分析了目前几种比较主流的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法的基础上提出了一种新的光伏电池MPPT算法。
利用PIC16F877单片机构建的最小系统控制的Buck电路，实现了新算法的实验验证，新算法较大地提高了MPPT控制器的性价比。
同时，这里还提出了一种新的基于IR2110构建的单管高边功率NMOSFET驱动电路，提高了变换器的变换效率。
关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；硬件电路1 引言近年来，随着地球上化石能源不断被人类开采并消耗，石油可用储量不断减少，太阳能光伏电池系统作为可控性强，利用率高，并储存方便的一种对太阳能进行利用的方式，为人类解决日益严重的能源和环境危机提供了一个很好的发展方向。
然而，目前光伏电池的太阳能转化率还不高，对其商业化形成了巨大的阻力。
故提高光伏电池的转化率是推动光伏电池产业和解决能源危机的主要途径。
从光伏电池材料和制造工艺角度提高光伏电池的转化率是做法之一。
此外，还可通过光伏电池控制器，利用MPPT技术，使光伏电池输出功率达到最大。
目前为达到良好的动态特性，研究出的光伏MPPT方法很多，但通过控制器提高转化率的前提条件是控制器的性价比要合理，据此，从实际应用的角度出发，通过引入新的MPPT算法，以有限的硬件条件实现了光伏电池的最大功率输出。
2 MPPT算法思想2．1 MPPT算法的基本原理图1示出光伏电池阵列的电路原理图。
显然，流经等效二极管的电流IVD随光伏电池阵列输出电压Uoc增大而增大，且增大到二极管的导通阈值电压时，Iph大部分从等效二极管分流，从而使输出电流IL较小，所以设计MPPT控制器的思想是通过控制器将Uoc钳制在等效二极管完全导通之前的某一电压值，使光伏电池的实际输出功率是当前光照和环境温度条件下的最大功率。
2．2 传统MPPT算法恒电压法是最早的一种MPPT控制方法，不同光照强度下，光伏电池阵列的最大输出功率点(MPP)的电压近似相等。
光伏发电系统的MPPT算法优化研究
光伏发电系统的MPPT算法优化研究摘要：随着环境污染问题日益严重，光伏发电作为一种新兴的清洁能源逐渐受到人们的重视。
为了提高光伏发电系统的能量转换效率，最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）算法被广泛应用于光伏发电系统中。
然而，传统的MPPT算法存在效率低、稳定性差的问题。
因此，如何优化光伏发电系统的MPPT算法成为了当前研究的热点。
本文通过对现有MPPT算法的分析和比较，总结了常见的MPPT算法类型，包括传统的Perturb and Observe（P&O）算法、Incremental Conductance（INC）算法、Hill Climbing（HC）算法等，并从效率、稳定性和成本等方面进行了评估。
在此基础上，针对传统算法的不足之处，提出了几种优化光伏发电系统MPPT算法的方法。
首先，基于人工智能的优化算法被引入到MPPT算法中。
例如，遗传算法、粒子群算法等可以通过模拟自然界中的进化和群体行为来寻找全局最优解，有效解决了传统算法易陷入局部最优的问题。
其次，采用改进的传统算法也能够提高光伏发电系统的MPPT性能。
例如，在P&O算法中，对于传统的扰动观察策略，可以结合小步长和大步长跟踪策略，从而加快算法收敛速度和提高稳定性。
在INC算法中，引入虚拟电流控制策略，可以降低系统误差并提高效率。
此外，结合模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）算法也是一种有效的优化方法。
MPC通过建立光伏发电系统的动态模型，通过预测未来的电池电压和光照强度，动态调整系统工作状态，避免系统陷入不稳定的极端工况，提高MPPT算法的性能。
最后，本文还讨论了光伏发电系统的MPPT算法的硬件优化问题。
现有的MPPT算法大多基于模拟控制电路，随着数字信号处理器和现场可编程门阵列（FPGA）等硬件的发展，将MPPT算法实现在数字控制器上可以提高算法的计算精度和实时性。
一种新的光伏系统MPPT方法
一种新的光伏系统MPPT方法
尹灼峰;蔡光卉;余江;高洪建;夏锴;张齐龙
【期刊名称】《太阳能》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】提出了一种新的MPPT方法,介绍了该方法的基本思想及优点,并进行了仿真实验.实验表明该方法可有效跟踪到最大功率点.
【总页数】4页(P37-40)
【作者】尹灼峰;蔡光卉;余江;高洪建;夏锴;张齐龙
【作者单位】云南大学信息学院;云南大学信息学院;云南大学信息学院;云南大学信息学院;云南大学信息学院;武警重庆市总队
【正文语种】中文
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摘要： 在分 析 了 目前 几种 比较 主流 的光伏 电池 最大 功率 点跟踪 （ Ｐ 算法 的基 础上提 出了一种 新 的光伏 电池 ＭＰ Ｔ） ＭＰ Ｔ算 法 。利用 ＰＣ ６ ８ ７单 片机 构建 的最 小系统 控制 的 Ｂ ｃ Ｐ Ｉ １Ｆ ７ ｕｋ电路 ， 实现 了新算 法 的实验验 证 ， 算法 较 大 新
Ａ ｓｒｃ ： ｅ Ｖ ｍａｉｕ ｏ ｅ ｏ ｔｔ ｃ ｉｇ ＭＰ Ｔ）ａｇｒｈ ｓｐｏｏｅ ａｅ ｎ ｔｅａ ａ ｓ ｆｓｖｒ ｂ ｔａｔ Ａ ｎ ｗ Ｐ ｘｍ ｍ ｐｗ ｒｐ ｉ ｒ ｋｎ （ Ｐ ｎ ａ ｌｏ ｔｍ ｉ ｒｐｓｄ ｂｓｄ ｏ ｎ ｌ ｉ ｏ ｅｅａ ｉ ｈ ｙｓ ｌ
中 图分 类号 ：Ｍ９ ４４ Ｔ １． 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ １０ ２ １ ）３ ０ ３ － ４ １０ — ０ Ｘ（０ ２ ０ － ０ ６０
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第４ ６卷 第 ３期 ２１ ０ ２年 ３ 月
电 力 电 子 技 术
Ｐ ｗｅ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｏ ｒＥ ｅ ｔｏ ｉ ｓ
Ｖｏ ．６，Ｎｏ３ １ ４ ． Ｍａ ｃ ０ ２ ｒｈ ２ １
一
种新光伏 ＭＰ Ｔ算法及硬件实现和实用性分析 Ｐ
何 志 强 ，叶 永 强
（ 京航 空航 天大 学 ， 南 自动 化 学 院 ，江 苏 南 京 ２０１ ） １０ ６
１ 引 言
近年来 ， 随着 地 球 上化 石 能 源 不 断被 人 类 开采 并 消 耗 。 油 可 用 储 量 不 断 减 少 。 阳 能光 伏 电池 石 太 系 统 作 为 可 控 性 强 ， 用 率 高 。 储 存 方 便 的 一 种 利 并 对 太 阳能 进 行 利 用 的方 式 ．为 人 类 解 决 日益 严 重
２ ＭＰ Ｔ 算 法 思 想 Ｐ
２１ Ｍ Ｐ Ｔ算 法 的 基 本 原 理 ． Ｐ
图 １ 出 光伏 电池 阵 列 的 电路 原 理 图 。 示
的能 源和 环境 危 机 提 供 了一个 很 好 的发展 方 向 。
然而 ， 目前 光 伏 电池 的太 阳 能 转 化 率 还 不 高 ， 对 其 商 业 化 形 成 了 巨大 的阻 力 。 故提 高 光 伏 电池 的转 化 率 是 推 动 光 伏 电池 产 业 和 解 决 能源 危 机 的
地 提 高 了 ＭＰ Ｔ控 制 器 的 性 价 比 。同 时 ， 里 还 提 出 了 一 种 新 的 基 于 Ｉ ２ １ Ｐ 这 Ｒ １０构 建 的 单 管 高 边 功 率 Ｎ Ｓ Ｅ ＭＯ Ｆ Ｔ驱 动 电路 ， 高 了变换 器 的变换 效率 。 提 关 键 词 ： 伏 电 池 ；最 大 功 率 点 跟 踪 ：硬 件 电 路 光