最大功率跟踪控制在光伏系统中的应用
光伏发电系统的最大功率跟踪控制
光伏发电系统的最大功率跟踪控制一、引言光伏发电系统作为一种可再生能源发电方式，具有环保、安全、可持续等优势，逐渐受到关注。
然而，光伏发电系统的发电功率受到天气、温度等环境因素的影响，导致输出功率存在一定的波动。
为了最大化光伏发电系统的发电效率，我们需要实施最大功率跟踪控制。
二、最大功率跟踪控制的原理最大功率跟踪控制是指通过调整光伏阵列输出电压和电流的方式，使得输出功率达到最大。
光伏阵列的输出功率一般由以下几个因素决定：1. 太阳辐照度：太阳辐照度越高，光伏阵列的输出功率越大。
因此，通过监测太阳辐照度的变化，可以实时调整光伏阵列的工作状态。
2. 温度：高温会导致光伏电池的效率下降，从而减小了输出功率。
因此，根据温度变化调整光伏阵列的工作状态也是最大功率跟踪控制的一个重要因素。
3. 光伏阵列电压和电流：光伏阵列的输出功率与其电压和电流的乘积成正比。
通过控制电压和电流的变化，可以达到最大功率输出。
三、最大功率跟踪控制的方法1. 突变搜索法：该方法通过固定步长搜索的方式，在不同的电压和电流点上测量输出功率，并选择功率最大的点作为工作点。
该方法简单有效，但可能存在多个局部最大值的问题。
2. 渐进调整法：该方法通过不断改变光伏阵列的工作电压和电流，观察功率变化，最终找到功率最大的点。
该方法需要周期性地进行调整，但可以达到更精确的最大功率跟踪。
3. 梯度下降法：该方法利用数学模型计算出功率对电压和电流的梯度，并根据梯度的方向调整光伏阵列的工作状态。
该方法复杂度较高，但可以实现更精确的最大功率跟踪。
四、最大功率跟踪控制的应用最大功率跟踪控制已经广泛应用于光伏发电系统中。
通过实施最大功率跟踪控制，可以提高光伏发电系统的发电效率，增加发电量。
这对于实现可持续能源发展、减少对传统能源的依赖具有重要意义。
除了光伏发电系统，最大功率跟踪控制的技术也可以应用于其他可再生能源发电系统，如风力发电系统、潮汐发电系统等。
通过调整工作状态，使得系统功率达到最大，可以提高可再生能源的利用效率。
光伏发电系统中的最大功率追踪算法研究
光伏发电系统中的最大功率追踪算法研究随着全球环境问题的不断加剧和人们对可再生能源的需求不断增长，光伏发电系统得到了广泛的应用。
在光伏发电系统中，最大功率追踪算法是一项重要的技术，它可以实现光伏电池板的最大输出功率，进而提高光伏发电系统的效率。
本文将介绍光伏发电系统中的最大功率追踪算法，并对其研究现状进行分析和讨论。
一、最大功率追踪算法的原理在光伏发电系统中，光伏电池板是获取太阳能并将其转化为电能的核心设备。
然而，光照强度的变化和光伏电池板本身的特性使得其输出电压和电流随时都在变化。
因此，为了提高光伏发电系统的效率，需要实现光伏电池板的最大输出功率追踪。
最大功率追踪算法是通过对光伏电池板输出电压和电流进行测量和监控，进而计算出光伏电池板的输出功率，并实时调整电池板的工作状态，以保证输出功率达到最大。
最常用的最大功率追踪算法包括模拟算法、传统的启发式算法和基于人工智能的算法。
模拟算法是最早被使用的最大功率追踪算法，它根据光伏电池板的电特性建立模型，通过计算机模拟来获取最大功率点。
传统的启发式算法则是通过试错法逐步调整电压和电流，不断接近最大功率点。
基于人工智能的算法则是采用神经网络、遗传算法等技术，通过自学习来找到最大功率点。
二、最大功率追踪算法的研究现状目前，最大功率追踪算法的研究主要集中在以下几个方向:1. 基于模糊控制的最大功率追踪算法基于模糊控制的最大功率追踪算法是利用模糊控制理论来建立光伏电池板最大功率追踪系统的一种方法。
这种方法的优点是具有较强的适应性和鲁棒性，能够在光照变化频繁、天气复杂的环境下实现高效的最大功率追踪。
2. 基于人工智能的最大功率追踪算法基于人工智能的最大功率追踪算法是通过利用神经网络、遗传算法等技术来实现最大功率追踪。
这种方法能够有效地解决光伏电池板的输出功率经常变化的问题，具有自适应性强、稳定性好的优点。
3. 基于无线传感器网络的最大功率追踪算法基于无线传感器网络的最大功率追踪算法是利用物联网技术来实现光伏电池板最大功率追踪的方法。
光伏发电系统最大功率点跟踪控制的研究
陕西理工学院学报 （ 自然科学版 ）
第２ ９卷
１ 改 进扰 动 观察 法 的原 理
光伏 电池输出的最大功率点是随着 日照的变化而变化的， 当１ ３ 照发生较大变化时 ， 需要光伏 电池能 够快速跟踪 日照变化。由于光伏电池在最大功率点时 ， 工作电流与短路电流成 比例关系， 通过测量光伏 电池的短路电流 ， 就可 以近似得到最大功率点的工作电流 ， 根据这个工作 电流 ， 快速调整光伏 电池的输 出功率 ， 使其接近最大功率点 。由于温度的变化 ， 使得短路 电流法的精确度较差 ， 因此下一步可采用扰
以看出， 这时电池并未工作在最大功率点 点， 要想使光伏 电 池在特性曲线Ｉ 上仍能输 出最大功率 ， 就需要通过对光伏 电池 的外部电路进行控制 ， 将其负载特性由负载曲线 １ 改变为负载 曲线 ２ ， 从而使光伏电池工作在最大功率点 Ｂ点… 。
扰 动观 察法 就 是 一 种 常 用 的最 大 功率 点 跟 踪 控 制方
２ ０ １ ３年 ８月 第２ ９卷第 ４期
陕西理工学院学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
［ 摘 要］ 针对扰动观察法的速度和精度在很大程度上受扰动初始值和扰动步长的影响 ， 且在
最大功率 点 附近存在 功率振 荡现 象等 问题 ， 提 出一种改进扰 动观 察 法。首先 当 日照 变化较 快 时， 利用短路 电流使输 出功率 能够快速跟踪 在 最 大功率 点 附近 ， 然后 采 用 可变步 长 的扰 动观 察 法使 光伏 电池稳 定在 最大功 率点 。通过 仿 真 实验证 明该 改进 方 法明显 缩短 了最 大功 率点 的跟 踪 时 间， 并且基本 消除 了功 率振 荡现 象 ， 提 高 了最大功 率点跟踪控制技 术 。
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。
光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究共3篇
光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究共3篇光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究1光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究随着能源危机日益加剧，人们开始逐渐关注非化石能源的开发和利用。
光伏发电系统作为一种新兴的能源利用方式，具有环保、可持续发展等优点，并且在短时间内日益得到了快速发展。
然而，光伏发电系统本身存在着输出波动大、稳定性差等问题，最大功率跟踪控制成为了实现光伏发电系统的高效利用的重要控制手段。
最大功率跟踪控制方法是指在各种光照条件下，通过调节光伏电池阻抗，使得光伏电池输出功率达到最大。
该方法可保证光伏发电系统的最大工作效率，提高光伏发电系统的性能指标。
目前，在光伏发电系统最大功率跟踪控制方法中，较为常用的有基于传统控制方法的PID控制算法、基于传统控制方法的模糊控制算法以及基于人工智能的控制方法。
PID控制算法是目前工业应用最广泛的一种控制方法，其优点是简单易行、可靠性高。
但是，在光伏发电系统的最大功率跟踪控制中，PID控制算法的缺点也很明显，即对系统参数不确定和非线性时效应响应较差。
模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制方法，具有较强的适应性和鲁棒性，能够在一定程度上解决光伏发电系统非线性和不确定性问题。
但是，模糊控制算法的不足之处也很明显，即控制逻辑复杂、难以优化、且受控精度较低。
人工智能控制方法是目前最受关注的一种控制方法，其通过模拟人类智慧的思维方式来完成系统控制。
在光伏发电系统最大功率跟踪控制中，人工智能控制方法能够很好地解决非线性和不确定性问题，并且具有很高的精度和操控性。
但是，人工智能控制方法的缺点也很明显，即需要耗费大量时间和成本来完成系统学习和训练，以及容易出现过拟合和欠拟合现象。
综上所述，最大功率跟踪控制是光伏发电系统高效利用的重要手段。
通过不同的控制方法，在解决非线性和不确定性问题的同时，还能够提高光伏发电系统的性能指标。
随着科技的不断发展，相信控制方法的研究也将不断更新，为光伏发电系统的发展贡献更多的力量在光伏发电系统的最大功率跟踪控制中，不同的智能控制方法具有各自的优缺点。
光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术优化
光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术优化随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统成为了一种重要的绿色能源解决方案。
光伏发电系统的核心是太阳能电池板，它将太阳能转化为直流电能。
然而，太阳能电池板的输出功率和太阳辐射强度之间存在一个非线性的关系，即存在一个最大功率点。
为了最大化光伏发电系统的效能，需要使用最大功率点跟踪技术来实现最大功率点的稳定锁定。
最大功率点跟踪技术（MPPT）是一项关键技术，可以确保光伏发电系统在不同光照条件下始终在最大功率点运行。
其目标是通过调整太阳能电池板的工作点，使得输出功率达到峰值。
而光伏发电系统的效率和经济性主要取决于MPPT技术的优化与应用。
在光伏发电系统中，常见的MPPT技术有模拟技术和数字技术两类。
模拟技术是通过传统的电路设计方法实现MPPT的一种方法。
其中最常见的是基于模拟电路的功率转移技术（P&O）和逐渐逼近法（GA）。
P&O技术是通过测量输入电流和电压来实现最大功率点的跟踪，然后根据该信息调整电池板的工作点。
虽然这种方法简单而成本较低，但受到环境条件的不稳定以及传感器测量误差的影响，造成功率输出不稳定的问题。
逐渐逼近法利用电池板工作电压的信号及其变化趋势，通过不断调整工作点来逼近最大功率点。
尽管逐渐逼近法的效果相对较好，但它的处理效率较低，且受到光照辐射和温度变化的影响较大。
数字技术则通过数字信号处理器（DSP）或微处理器来实现MPPT。
其中最常见的是基于模型预测控制（MPC）和人工智能（AI）技术的MPPT。
MPC技术通过根据太阳辐射变化模型，预测最佳功率点，并调整工作点。
这种技术不仅能够实现精确的功率跟踪，而且对于不同环境条件下的光伏发电系统具有较好的适应性。
人工智能技术则运用神经网络和模糊控制等方法，通过学习和自适应来实现最大功率点跟踪，更加适用于复杂环境和非线性系统。
为了进一步优化光伏发电系统中的MPPT技术，可以考虑以下几方面的优化措施：首先，改进传感器和测量方法，以提高最大功率点跟踪准确度。
光伏发电技术中的最大功率点跟踪算法分析与优化
光伏发电技术中的最大功率点跟踪算法分析与优化光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，在近年来得到了广泛的应用和推广。
然而，由于太阳光照强度的时空变化以及光伏电池的非线性特性，光伏发电系统中存在着一个重要的问题，即如何寻找到最大功率点（MPPT）来提高光伏发电系统的效率和发电量。
因此，光伏发电技术中的最大功率点跟踪算法成为了研究的热点。
最大功率点跟踪算法是光伏发电系统中的核心部分，其作用是通过不断调整光伏电池的工作点，使得光伏发电系统输出功率达到最大值。
目前常用的最大功率点跟踪算法主要有传统的Perturb and Observe算法（P&O算法）、Incremental Conductance算法（INC算法）以及改进的模糊控制算法等。
Perturb and Observe算法是目前应用最广泛的最大功率点跟踪算法之一。
该算法通过不断增加或减小电池电压来观察功率变化的方向，以找到最大功率点。
然而，P&O算法在光伏电池功率曲线出现多个最大功率点或者光照强度变化过快的情况下容易出现震荡现象，导致功率跟踪效果不佳。
Incremental Conductance算法是另一种常用的最大功率点跟踪算法。
该算法通过计算电池电压变化率与电池电流变化率的比值，并与光伏电池的导电率进行比较，来确定功率变化的方向。
INC算法相对于P&O算法来说，能够更准确地找到最大功率点，但仍然存在一定的误差。
除了上述两种传统的最大功率点跟踪算法之外，还有一些新型的改进算法被提出来。
例如，模糊控制算法结合了模糊控制理论和最大功率点跟踪算法，通过模糊控制器来调节光伏电池的工作点，以实现最大功率输出。
模糊控制算法相对于传统算法来说，具有更优的性能和稳定性。
针对这些算法存在的问题，一些研究者提出了一系列的优化方法。
例如，利用人工智能算法如神经网络、遗传算法等来优化最大功率点跟踪算法的调节参数，以提高算法的精确性和效率。
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。
光伏发电最大功率点跟踪算法
光伏发电最大功率点跟踪算法1. 简介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，为了获取最大的发电功率，需要实时跟踪太阳能辐射强度的变化，并调整光伏组件的工作状态以保持在最大功率点附近。
本文将介绍光伏发电最大功率点跟踪算法的原理及应用。
2. 最大功率点跟踪算法原理在光伏发电系统中，光伏组件的输出功率与其工作点相关。
而工作点又由组件的电压和电流决定。
因此，通过调整组件的工作状态来使其工作在最大功率点附近，可以实现最大发电效率。
最大功率点跟踪算法是通过对太阳能辐射强度进行实时监测，并根据监测结果调整组件工作状态来实现的。
常用的最大功率点跟踪算法有以下几种：2.1 Perturb and Observe (P&O) 算法P&O算法是一种简单且广泛应用的最大功率点跟踪算法。
其原理是通过不断扰动组件的工作状态，然后观察功率的变化情况来确定最大功率点。
具体步骤如下：1.初始化工作状态，包括电压和电流。
2.测量当前功率。
3.增加或减小电压或电流的值，并测量新的功率。
4.比较新旧功率，如果新功率大于旧功率，则继续增加或减小电压或电流的值；如果新功率小于旧功率，则改变方向并减小步长。
5.重复步骤3和4，直到达到最大功率点。
P&O算法简单易实现，但由于其基于局部搜索方法，容易受到噪声和阴影等因素的干扰。
2.2 Incremental Conductance (INC) 算法INC算法是一种基于微分方法的最大功率点跟踪算法。
其原理是通过根据组件的导纳特性来调整工作状态，以实现最大功率点跟踪。
具体步骤如下：1.初始化工作状态，包括电压和电流。
2.测量当前输出功率和导纳。
3.根据当前导纳与前一时刻导纳的比较结果来调整工作状态：–如果导纳增大，则增加电压或电流的值；–如果导纳减小，则减小电压或电流的值；–如果导纳不变，则保持当前工作状态。
4.重复步骤2和3，直到达到最大功率点。
自动控制在光伏发电中的应用
自动控制在光伏发电中的应用随着可再生能源的迅速发展，光伏发电作为一种绿色、清洁的能源形式日益受到关注。
为了提高光伏发电系统的效率和稳定性，自动控制技术在光伏发电中得到了广泛的应用。
本文将探讨自动控制在光伏发电中的应用及其优势。
一、光伏发电系统的自动控制方法在光伏发电系统中，常用的自动控制方法包括最大功率点跟踪（MPPT）、电压、电流和频率的控制等。
1. 最大功率点跟踪（MPPT）光伏发电系统的输出功率与光照强度、温度等因素密切相关。
为了使系统能够始终工作在最大功率点附近，MPPT控制方法被广泛采用。
其中，常用的MPPT算法包括Perturb and Observe（P&O）算法、Incremental Conductance（INC）算法等。
2. 电压、电流和频率的控制为了保证光伏发电系统的运行稳定性，需要对电压、电流和频率进行控制。
通常，采用PID控制算法来调节系统的输出电压、电流和频率。
二、自动控制在光伏发电中的优势1. 提高光伏发电系统的效率通过自动控制方法，如MPPT算法的应用，可以使光伏发电系统始终工作在最大功率点附近，从而有效提高系统的光电转换效率。
2. 增强光伏发电系统的稳定性自动控制技术可以实时监测和控制光伏发电系统的电压、电流和频率等参数，及时调节系统的工作状态，确保系统稳定运行。
3. 降低光伏发电系统的维护成本自动控制技术可以自动监测和诊断光伏发电系统的故障，及时发出警报并采取相应的措施，减少人工巡检和维护成本。
4. 优化光伏发电系统的布局自动控制技术可以根据光照强度和发电负荷等因素，实时调整光伏发电系统的连接方式和布局，使系统工作在最佳状态下。
三、光伏发电中自动控制的挑战与前景1. 挑战在实际应用中，光伏发电系统的工作环境复杂多变，各种因素的影响难以预测，这给光伏发电中的自动控制带来了挑战。
同时，自动控制技术的稳定性和可靠性也是需要解决的问题。
2. 前景随着自动控制技术的不断发展和成熟，光伏发电系统的自动控制将越来越智能化和高效化。
光伏系统最大功率点跟踪算法的研究与实现
光伏系统最大功率点跟踪算法的研究与实现引言随着可再生能源的发展和应用，光伏发电系统逐渐成为清洁能源的重要代表之一、然而，光伏系统的发电效率受到诸多因素的影响，如天气、温度等。
为了最大限度地提高光伏系统的发电效率，研究和实现最大功率点跟踪算法显得尤为重要。
本文旨在探讨光伏系统最大功率点跟踪算法的研究与实现。
一、最大功率点及其重要性最大功率点是指在给定的光照强度和温度条件下，光伏系统能够输出的最大功率的电压和电流点。
最大功率点的确定对于光伏系统的发电效率影响巨大。
1.传统最大功率点跟踪算法传统的最大功率点跟踪算法主要包括蒙特卡洛模拟法、等效电路法和经验公式法等。
这些算法基于数学模型进行功率点的估计，可以取得一定的效果。
但是，由于光伏系统的非线性特性和复杂性，传统算法在实际应用中效果有限。
2.基于模糊控制的最大功率点跟踪算法模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制策略，可用于光伏系统最大功率点的跟踪。
模糊控制算法利用模糊规则对输入和输出之间的关系进行建模，并通过模糊推理来确定最大功率点。
该算法具有较好的鲁棒性和适应性，能够在复杂的环境下实现最大功率点的跟踪。
二、基于模糊控制的最大功率点跟踪算法的实现1.建立数学模型首先，需要建立光伏系统的数学模型，包括光照、温度、电压和电流之间的关系。
通过测量和采集实际的光伏系统数据，可以利用曲线拟合等方法得到系统的数学模型。
2.设计模糊控制器设计模糊控制器的关键是确定输入变量、输出变量和模糊规则。
输入变量可以选择光照和温度等，输出变量为电压或电流。
根据实际情况，可以确定适当的输入和输出变量，以及相应的模糊规则。
3.实时调整参数模糊控制器的性能受到模糊规则和参数的影响。
通过实时调整参数，可以优化模糊控制器的性能。
常用的参数调整方法包括遗传算法和粒子群算法等。
4.实验验证通过在光伏系统实验平台上搭建实验模型，可以验证最大功率点跟踪算法的性能。
通过调节模糊控制器的参数，比较实际输出功率与理论模型的输出功率，评估算法的有效性。
光伏发电系统最大功率点跟踪调节策略设计与实现
光伏发电系统最大功率点跟踪调节策略设计与实现光伏发电系统已成为当今可再生能源领域中最具发展潜力的技术之一。
然而，在实际应用中，光伏发电系统的效率存在一定的限制，其中一个重要的因素是光伏阵列与负载之间的电力匹配问题。
为了提高光伏发电系统的效率，研究人员提出了一种称为最大功率点跟踪（MPPT）技术的方法，进行光伏阵列与负载之间的电能转换效率优化。
光伏发电系统的最大功率点是指在给定的环境条件下，光伏电池阵列所能输出的最大功率。
而最大功率点跟踪则是通过调节光伏阵列的工作状态，使其实时输出与最大功率点相匹配的电压和电流，从而实现最大功率的获取。
在光伏发电系统中，最常用的MPPT技术包括开环和闭环控制两种方式，分别适用于单一光伏阵列和多光伏阵列系统。
开环控制是指根据光照强度、温度等环境参数，通过数学模型计算出光伏阵列的最大功率点。
闭环控制则是通过反馈控制器来实时监测光伏阵列的输出功率，并动态调节光伏阵列的工作状态，不断迭代寻找最大功率点。
基于开环控制的MPPT方法有很多种，其中最常用的是P&O（Perturb and Observe）算法。
P&O算法通过周期性扰动光伏阵列的工作电压或电流，观察输出功率的变化情况，并根据变化趋势不断调整工作状态，直到找到最大功率点。
该算法简单易实现，但受环境条件变化的影响较大，容易出现震荡现象。
为了克服P&O算法的缺点，研究人员提出了很多改进的MPPT算法，如模型预测控制（MPC）、人工神经网络（ANN）等。
这些算法通过建立更准确的数学模型或使用深度学习技术来预测光伏阵列的最大功率点，从而提高了MPPT的精确性和稳定性。
闭环控制的MPPT方法则是通过反馈控制器来实时调节光伏阵列的工作状态，使其输出功率始终保持在最大功率点附近。
闭环控制器一般包括传感器、执行器和控制算法三个部分。
传感器用于实时监测光伏阵列的工作状态，执行器用于调节阵列的工作状态，控制算法则根据传感器的数据和设定的最大功率点参考值，计算出控制量并输出给执行器。
mmpt的电压
mmpt的电压全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：MMPT是Maximum Power Point Tracking的缩写，即最大功率点跟踪技术。
在太阳能发电系统中，MMPT技术被广泛应用于太阳能逆变器中，用于确保太阳能电池板输出电压和电流的最佳匹配，从而最大化发电效率并提高系统的性能。
在太阳能发电系统中，太阳能电池板会受到光照和温度等因素的影响，导致其输出的电压和电流会随之发生变化。
如果不采用MMPT 技术，系统可能无法实现最佳匹配，导致发电效率低下，浪费太阳能资源。
而采用MMPT技术后，逆变器能够监测太阳能电池板的电压和电流情况，并自动调整工作状态，使得系统能够保持在最佳工作点，从而最大化发电效率。
在太阳能发电系统中，MMPT技术的关键就是实时追踪太阳能电池板的最大功率点，即在当前温度和光照条件下，可以输出最大功率的电压和电流值。
通过控制逆变器的工作状态，使得系统能够始终工作在最佳工作点，从而最大限度地将太阳能转化为电能输出。
MMPT技术的应用不仅可以提高太阳能发电系统的发电效率，还可以延长逆变器和电池板的使用寿命。
在实际应用中，采用MMPT技术的太阳能发电系统可以实现30%以上的发电效率提升，有效降低能源成本，提高系统整体性能。
MMPT技术在太阳能发电系统中扮演着至关重要的角色，通过实时追踪太阳能电池板的最大功率点，最大化发电效率，提高系统性能，降低能源成本，实现可持续发展。
随着技术的不断进步，相信MMPT 技术在太阳能发电领域的应用会越来越广泛，为推动清洁能源发展做出更大贡献。
第二篇示例：MMPT（Maximum Power Point Tracking）是一种用于太阳能电池板系统的技术，它能够最大化电池板的输出功率。
在太阳能系统中，太阳能电池板是将太阳能转化为电能的主要设备。
由于太阳能电池板的输出电压与光照条件和温度有关，其输出功率也会受到影响。
通过引入MMPT技术，可以在不同光照条件下，使太阳能电池板的输出功率达到最大值。
光伏系统工程师招聘笔试题及解答
招聘光伏系统工程师笔试题及解答(答案在后面)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、光伏系统中，将太阳能转换为电能的主要部件是：A、蓄电池B、逆变器C、光伏组件D、控制器2、光伏系统中的最大功率点跟踪（MPPT）技术主要用于：A、提高蓄电池的充放电效率B、降低光伏组件的温升C、提高光伏发电系统的输出功率D、延长光伏发电系统的使用寿命3、光伏系统工程师在设计中，以下哪种光伏组件类型转换效率最高？A、多晶硅太阳能电池B、单晶硅太阳能电池C、薄膜太阳能电池D、非晶硅太阳能电池4、在光伏系统中，以下哪个参数通常表示光伏组件的输出功率与光照强度成正比？A、短路电流B、开路电压C、填充因子D、转换效率5、光伏系统中，以下哪种组件主要用于将太阳光能转换为电能？A. 光伏电池组件B. 光伏逆变器C. 光伏支架系统D. 光伏电缆6、在光伏系统中，提高系统效率的关键因素不包括以下哪项？A. 光伏电池的转换效率B. 光伏组件的安装角度C. 光伏系统的温度D. 光伏系统的运行时间7、光伏系统工程师在进行光伏发电系统设计时，以下哪个因素不是影响系统发电量的主要因素？A. 光照强度B. 光伏组件的转换效率C. 系统的负载特性D. 系统的储能能力8、在光伏系统中，以下哪个部件不属于光伏发电系统的主要组成部分？A. 光伏组件B. 逆变器C. 电缆D. 空气开关9、光伏发电系统中，下列哪种组件负责将光能转化为电能？A. 光伏电池B. 光伏支架C. 逆变器D. 防护罩二、多项选择题（本大题有10小题，每小题4分，共40分）1、以下哪些技术属于光伏系统组件的关键技术？（）A、太阳能电池材料研究B、光伏组件封装技术C、光伏逆变器设计D、光伏发电系统优化设计E、光伏电站运行维护2、在光伏系统中，以下哪些因素会影响光伏发电量？（）A、日照时长B、组件倾斜角度C、组件温度D、逆变器效率E、环境温度3、光伏系统工程师在设计和实施光伏项目时，以下哪些因素是影响光伏发电系统性能的关键因素？（）A. 光伏组件的效率B. 逆变器的工作效率C. 系统的损耗率D. 气候条件E. 地形因素4、在光伏系统中，以下哪些设备或技术有助于提高光伏系统的可靠性和使用寿命？（）A. 优化设计的光伏支架B. 高质量的光伏组件C. 采用冗余设计D. 定期维护和检查E. 使用高性能的逆变器5、以下哪些因素会影响光伏系统的发电效率？（）A、光伏组件的转换效率B、光伏组件的温度系数C、光伏系统的倾斜角度D、光伏系统的地理位置E、环境温度6、在光伏系统中，以下哪些设备或组件通常需要定期维护？（）A、光伏组件B、逆变器C、支架结构D、电缆E、防雷设备7、以下哪些是光伏组件的主要类型？（）A. 单晶硅光伏组件B. 多晶硅光伏组件C. 非晶硅光伏组件D. 钙钛矿光伏组件E. 金属化光伏组件8、在光伏系统中，以下哪些因素会影响光伏发电系统的输出功率？（）A. 光照强度B. 光伏组件的倾斜角度C. 光伏系统的负载D. 环境温度E. 光伏组件的功率等级9、关于光伏系统的效率，以下说法正确的是：A、光伏组件的效率是指光伏组件将太阳光转化为电能的效率B、光伏系统的效率受到光伏组件、逆变器、电池等各个组成部分效率的影响C、光伏系统的效率可以通过提高光伏组件的转换效率、优化系统设计等方法来提升D、光伏系统的效率与太阳辐射强度、环境温度等因素无关三、判断题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、光伏系统工程师在设计和安装光伏发电系统时，必须确保所有组件的电压和电流值完全匹配。
光伏发电系统最大功率点跟踪控制
!"# 太 阳 能 电 池 的 输 出 特 性 太阳能电池的电压)电流 （% &)’&* 特 性 在 忽 略 太 阳
能电池内部小的串联和并联电阻以后可以表示为： （#） ’ & ( ) +, ) ) * - % )#* 式中， ) +, 是 太 阳 能 电 池 的 短 路 电 流 ， )" 为 二 极 管 反向饱和电流， 为 电 子 电 荷 ， 为 波 耳 兹 曼常数， + . , 是绝对温度。 图 ! 是 太 阳 能 电 池 的 % &)’& 特 性 随 日 射 强 度 和 温 度 变 化 的 关 系 。由 图 可 见 ， 并存在 % &) ’& 特 性 是 非 线 性 的 ， 最大功率点，而且最大功率点也随日射强度和太阳能 电 池 温 度 的 变 化 而 变 动 。因 此 ， 为获得太阳能电池最大
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光伏并网发电系统中的最大功率点跟踪控制
作 者 简 介 ： 吕 青 （９３ ） １６一 ，男 ， 高 级 讲 师 ， 主 要 从 事 电 力 电子 与 电 力 传 动 研 究
２２ １
空 军 雷 达 学 院 学 报
２ １ 丘 ０２
图 ２ 最 大 功 率 点 跟 踪 控 制 框 图
１ Ｄ ／ Ｃ变换器实现 ＭＰ Ｔ ． ２ ＣＤ Ｐ 功能 的控制策略 图 ２主 要 实 现 ２ 功 能 ： 当 阳光 充 足 时 ， 个 ① 实 现 ＭＰ Ｔ算 法 ， 护 Ｄ ／ Ｐ 保 ＣＤＣ变换 器 直 流 母 线 电
中 图分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ ６
文献 标 志码 ： Ａ
Ｄ ： ０ ９ ９ ｉｓ ． ７—６ １ ０２０ ．１ ＯＩ１． ６／．ｓ １ ３８ ９ ． １． ０６ ３ ｉｎ ６ ２ ３
作 为 可 再 生 能 源 应 用 的 一 个 重 要 组 成 部 分 ， 阳 能 光 伏 发 电具 有 清 洁 、 再 生 、 全 等 太 可 安 优 点 ． 为 了利 用 可 再 生 能 源 和 促 进 社 会 的 持 续 发展 ， 光伏 并 网发 电技术 正 在 成 为 国内外 积 极 探
发 电 ； 阶梯 波 调 制级 联 逆 变 器 的触 发 角 提 出 了 对
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种 简易 算 法 ， 对逆 变 器 输 出 电压 进 行 了谐 波 并 分 析 ． 本 文 在 文 献 ［ 的基 础 上 ， 出 了 基 于 混 ４ ］ 提 功 率 点 跟 踪 （ Ｐ ） 制 策 略 ， 瞬 时 值 反 馈 单 ＭＰ Ｔ 控 对
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光伏发电系统中的功率最大点追踪控制技术
光伏发电系统中的功率最大点追踪控制技术光伏发电系统是一种利用太阳能将其转换为电能的系统。
随着对可再生能源需求的增加，光伏发电系统的应用也日益普及。
然而，光伏发电系统的效率与环境条件紧密相关，特别是太阳辐射的强度和角度。
为了充分利用太阳能并实现系统的最大发电效率，功率最大点追踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）技术应运而生。
功率最大点追踪控制技术旨在保持光伏发电系统输出功率达到最大值。
因为光伏电池的输出功率与其负载电阻、太阳能的辐射强度和温度均有关。
在不同的环境条件下，光伏电池的输出特性会有所不同，因此为了实现最大发电效率，需要跟踪功率最大点。
目前，有多种功率最大点追踪控制技术被广泛应用于光伏发电系统中。
其中，传统的追踪技术包括基于模拟方式的Perturb and Observe法和Incremental Conductance法，以及基于数字方式的扫描法和定步长法。
Perturb and Observe（P&O）法是一种最为简单和常见的追踪技术。
该方法通过微扰光伏阵列的工作条件，观察功率的变化情况，进而判断当前工作点是在功率最大点的左侧还是右侧。
然后根据判断结果相应地改变工作条件，直至系统达到最大功率输出。
这种方法的优点是简单易行，但同时由于频繁的工作点调整操作可能引起能量振荡，进而导致功率损耗。
Incremental Conductance法是对P&O法的改进。
它通过比较微扰前后的导数增量来判断当前工作点处于功率最大点的哪一侧，并相应地调整工作条件。
与P&O 法相比，Incremental Conductance法能更准确地找到最大功率点，但在部分条件下会出现能量振荡。
除了传统的追踪技术，还有一些更先进的算法被应用于功率最大点追踪控制。
其中，模糊控制、神经网络、人工免疫等智能算法逐渐受到关注。
这些算法具有较强的适应性和鲁棒性，能够在不同环境条件下快速准确地追踪功率最大点。
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。
光伏发电控制技术及最大功率点跟踪技术
光伏发电控制技术及最大功率点跟踪技术一、光伏发电控制技术概述光伏发电是指利用太阳能将光能转化为电能的过程。
在光伏发电系统中，控制技术是非常重要的一环。
通过对系统进行控制，可以实现对光伏组件、逆变器和电池等设备的运行状态进行监测和调节，从而保证系统的稳定运行和高效发电。
二、光伏发电控制技术分类1. 充放电控制技术：主要包括对储能设备的充放电控制，以及对逆变器输出功率的调节。
2. 逆变器控制技术：逆变器是将直流转换为交流的关键设备。
通过逆变器控制技术，可以实现对逆变器输出波形、频率和幅值等参数进行精确调节。
3. MPPT跟踪技术：MPPT（Maximum Power Point Tracking）跟踪技术是指在不同日照条件下寻找并锁定太阳能板最大功率点的过程。
通过MPPT跟踪技术，可以提高光伏发电系统的效率。
三、最大功率点跟踪技术原理1. 光伏组件特性曲线在光伏组件的I-V特性曲线中，最大功率点（MPP）是指输出功率最大的状态。
当太阳辐射强度和温度变化时，MPP会发生变化。
2. MPPT跟踪算法常见的MPPT跟踪算法有Perturb and Observe（P&O）算法、Incremental Conductance（INC）算法和Hill Climbing（HC）算法等。
其中，P&O算法是最为常用的一种。
P&O算法通过不断改变电压或电流来寻找MPP。
具体实现过程为：对于当前状态下的电压和电流，如果输出功率比上一时刻增加，则继续增加电压或电流；如果输出功率比上一时刻减少，则反向改变电压或电流方向。
3. MPPT控制器MPPT控制器是实现MPPT跟踪技术的关键设备。
它通过采集光伏组件的I-V特性曲线数据，并根据MPPT跟踪算法计算出当前MPP所对应的电压或电流值，并将其传递给逆变器控制器进行调节。
四、光伏发电控制系统设计1. 控制系统框图光伏发电控制系统由光伏组件、MPPT控制器、逆变器控制器和电池组成。
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最大功率跟踪控制在光伏系统中的应用3X赵庚申33,王庆章(南开大学光电所,天津300071)摘要:对最大功率跟踪控制中DC2DC变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC2DC转换电路和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;和普通的控制器相比增加输出功率5%～15%。
关键词:光伏(PV);最大功率点跟踪(MPPT);DC2DC变换器中图分类号:TP206 文献标识码:A 文章编号:100520086(2003)0820813204T racing and Control of Maximum Pow er Point in a PV SystemZHAO G eng2shen33,WAN G Qing2zhang(Institute of Photoelectronics,Nankai University,Tianjin300071,China)Abstract:Principle and control method of DC2DC conversion for MPPT in a solar cell system experi2 mentally discussed.MPPT was implemented with a DC2DC conversion circuit and a MCU control system,and more output power of5to15percent than common control mathod was achieved.K ey w ords:photovoltaics system(PV);maximum power point tracking(MPPT);DC2DC conversion1 引 言 独立光伏系统一般是由储能蓄电池电压来选择太阳电池输出电压,而对蓄电池的充放电控制则是通过监控蓄电池的电压实现,控制工作电压在一定程度上可以调节太阳电池的输出。
但太阳电池的最大功率点是变化的。
当太阳电池的最大功率点超出所控制的范围时,就会浪费一部分能源。
因此,为了有效利用太阳能,就必须跟踪控制太阳电池的最大功率点来调节太阳电池的输出;同时将蓄电充电电压限制在一定的范围,以保证蓄电池有稳定的电压。
在并网发电光伏系统中,通过跟踪控制太阳电池的最大功率点来调节太阳电池的输出,可以随时将系统富裕的电能馈送到常规电网,最大限度地利用太阳能。
DC2DC变换器是通过控制电压的方法将不控的直流输入变为可控的直流输出的一种变换电路,被广泛应用于开关电源、逆变系统和用直流电动机驱动的设备中[1]。
用DC2DC变换器可以实现最大功率点的跟踪(MPPT)。
实际使用中用DC2DC变换器实现MPPT有不同的方法,其中谐振法是利用开关型电压逆变器的输出电压,通过电感、电容产生谐振,电感上的电压通过变压器和桥式整流向蓄电池充电。
该方法可以通过改变工作频率来调节输出电压和电流,实现MPPT,但线路较复杂,需用中间变压器,本文将DC2DC变换器接入太阳电池的输入回路,并将对DC2DC变换器的输入、输出电压和电流测量结果通过单片机的分析运算,由单片机输出PWM脉冲调节DC2DC转换器内部开关管的占空比来控制太阳电池的输出电流,从而使蓄电池电压保持恒定。
同时通过控制开关管的占空比也可调节太阳电池输出。
由于采用了升降压式(buck2boost)DC2DC转换电路[2]来实现MPPT,所以该方法电路简单、软硬件结合、控制方法灵活。
2 MPPT原理和控制方法[3]2.1 升降压式DC2DC变换电路 升降压式DC2DC转换电路原理如图1。
在开关管Q1处于导通状态时,电源给电感L充电,L上的光电子・激光第14卷第8期 2003年8月 J ournal of Optoelectronics・L aser Vol.14No.8 Aug.2003X收稿日期:2003203212 3 基金项目:“十五”国家重大科技攻关资助项目(2002BA901A44) 33E2m ail:zhaogs@电流逐渐增大;在Q 1截止时,L 放电,L 上的电流逐渐减少。
图2为电感L 、负载R 上电流的变化波形,以及c 点p 点间的电压V c 2p 和输出电压V O 的变化波形。
从图可以看出:输出电流I O 与电感上的电流I L 方向相反,而且V O 与V c 2p 的极性也相反。
可以看出限制蓄电池充电电压范围非常方便,只要根据输入电压,通过调节Q 1的占空比就可以完成。
图1 升降压DC 2DC 转换器原理图Fig.1 Schematic of Buck 2boost DC 2DC converse图2 升降压DC 2DC 转换电路波形图Fig.2 Buck 2boost DC 2DC converse circuit w aveforms2.2 MPPT 原理 线性电路原理如图3。
负载上的功率为 P R O =I 2R O =V iR i +R O2×R O(1)将(1)式对R O 求导,V i R i 都是常数,所以可得 d P R O d R O=V2iR i -R O (R i +R O )3(2) 当R O =R i 时,P R O 有最大值。
对于线性电路来说,当负载电阻等于电源内阻时,电源有最大功率输出。
虽然太阳电池和DC 2DC 变换电路都是强非线性的,然而在极短的时间内,可以认为是线性电路。
因此,只要调节DC 2DC 转换电路的等效电阻使它始终等于太阳电池的内阻,就可以实现太阳电池的最大输出,也就实现了太阳电池的MPPT 。
从图3可以看出:当R O =R i 时,R O 两端的电压是V i /2。
这表明:若R O 两端的电压等于V i /2,P R O 同样也是最大值。
因此,在实际应用中,可以通过调节负载两端的电压,来实现太阳电池的MPPT ,其原理如图4。
图4中,实直线为负载电阻线;虚曲线为等功率线;I SC 为太阳电池的短路电流;V OC 为太阳电池的开路电压;P in 为太阳电池的最大功率点。
图3 简单的线性电路Fig.3 Simple linearity circuit图4 调节负载电压实现最大功率点跟踪Fig.4 Implement the maximum pow er point trackingby regulating the load voltage 将太阳电池与负载直接相连,太阳电池的工作点由负载电阻限定,工作在A 点。
从图可以看出,太阳电池在A 点的输出功率远远小于在最大功率点的输出功率。
通过调节输出电压的方法,将负载电压调节到V R O 处,使负载上的功率从A 点移到B 点。
由于B 点与太阳电池的最大功率点在同一条等功率线上,因此太阳电池此时有最大功率输出。
2.3 MPPT 的算法[4] 实现MPPT 的算法采用增量电导法(incremental conductance method ,简称IncCond 法)。
对太阳电池进行MPPT 的目的是使后电路能获得最大功率。
如果DC 2DC 转换器的效率足够高,可以近似认为:当蓄电池获得最大充电功率时,太阳电池的输出功率也是最大的。
IncCond 法能够判断出工作点电压与最大功率・418・ 光电子・激光 2003年 第14卷 点电压之间的关系。
对于功率有 P=I×V(3)将两端对V求导,并将I作为V的函数,可得 d Pd V =d(IV)d V=I+Vd Id V(4)从式可知,当d P/d V>0时,V小于最大功率点电压;当d P/d V<0时,V大于最大功率点电压;当d P/d V=0,V即为最大功率点电压。
即有 d Pd V >-IV (V<V max)(5) d Id V<-IV (V>V max)(6) d Id V>-IV (V=V max)(7)这样,可以根据d I/d V与-I/V之间的关系来调整工作点电压而MPPT的跟踪。
这里,引入参考电压V ref,图5即为IncCond法的流程图。
图5 增量电导法流程图Fig.5 Inc2Cond method flow chart 图5中V K、I K是新测量的值,根据这两个值计算I和V的变化。
首先要判断d V是否为0,如果V、I没变化,则不需要调整;如果V没有变化,而d I 不为0,那么就根据d I的正负对V ref进行调整。
假如d V不为0,再根据式(5)、(6)和(7)给出的关系,对V ref进行调整。
所以IncCond法是通过每次的测量和比较,预估出最大功率点的大致位置,再根据结果进行调整。
2.4 调整电压的确定 在图5中涉及到确定调整电压ΔV,它的设置关系到算法能否准确的实现MPPT功能。
ΔV设置偏大,会导致跟踪精度不够,使工作点始终无法达到最大功率点;反之会导致跟踪速度减慢,浪费电能。
本文ΔV的确定是采用变化的ΔV,根据每次测量和计算的结果不断调整它。
当工作点离最大功率点较远时,增大ΔV,使工作点电压变化的快一些;当工作点离最大功率点较近时,减小ΔV,使工作点不会跨过最大功率点而远离它。
在本电路中,调整ΔV采用模糊控制方法。
模糊控制实质上是利用人的经验知识的一种专家式控制方法[5]。
模糊控制系统的组成见图6。
图6 模糊控制系统框图Fig.6 Scheme of fuzzy control system diagram 模糊控制的核心就是用语言描述控制规则,最大特征是将人的经验表示成语言控制规则,然后再用这些控制规则去控制系统。
因此,模糊控制特别适用于数学模型未知的、复杂的非线性系统[6]。
而光伏系统正是一个强非线性系统,太阳电池的工作情况也很难用精确的数学模型描述出来,因此采用模糊控制的方法来调节工作点是非常合适的。
3 MPPT的电路实现3.1 单片机系统 实现MPPT控制,需要测量太阳电池和DC2DC 转换电路输出的电压和电流,再通过A/D转换将数字信号输入到单片机经分析运算后输出PWM脉冲控制DC2DC转换电路中的开关管。
本文设计的系统中,对太阳电池输出电压和DC2DC转换输出电压的测量,都选用了高性能差动放大器。
在对DC2DC转换电路输出电流进行测量时,采用测量取样电阻两端电压的方法,运放则选用高电压可编程增益差动放大器。
该集成放大器的差动增益由外部电路设置。
单片机选用AVR系列单片机A Ttiny15L[7]。
该单片机具有4通道10位A.D转换、频率150kHz、8位高速PWM输出口。
3.2 程序部分 A Ttiny15L在对测量出来的电压和电流进行计算时,需要自行编制乘法、除法子程序。
由于DC2DC 转换是通过单片机输出的PWM控制开关器管实现的,因此在程序中最终是对PWM输出的占空比进行调节。