光伏发电中mppt控制方法概述

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1、光伏发电中MPPT控制方法概述　　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。本文叙述了两种在光伏发电系统中最常用的最大功率点跟踪方法，指出了各自的优点和缺点。最后总结并展望最大功率点跟踪在光伏系统中的发展方向。关键词最大功率点跟踪；光伏发电；MPPT；扰动观测法；电导增量法；中图分类号：TM6文献标识码：A文章编号：1671—7597（2013）051-105-011MPPT概述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，

2、光伏发电将是未来主要的能量来源。太阳能电池板的输出功率与电池结温，负载和日照的变化的关系十分密切，具有很强的非线性特点。在特定工作条件下，光伏阵列存在着唯一的最大功率点。如果直接应用，很难使之工作在最大功率点，无法使太阳能量得到充分的利用。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62.1扰动观测法扰动观测法（PerturbationandObservationmethod，P&O）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

3、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

4、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。6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

5、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。2.2电导增量法（INC）经过研究，最大功率点跟踪实质上就是搜索满足条件的工作点，由于数字控制中检测及控制精度的限制，以近似代替，从而影响了MPPT算法的精确型。一般而言，由步长决定，当最小步长一定时，MPPT算法的精度就由对dP的近似程度决定。扰动观测法用两点功率差近似替代微分dP，即从出发，推演出以功率增量为搜索判据的MPPT算法。实际上，为了进一步提高MPPT算法对最大功率点的跟踪精度，可以考虑采用功率全微分近似替

6、代dP的MPPT算法，即从dP=UdI+IdU出发，推演出以电导和电导变化率之间的关系为搜索判据的MPPT算法，即电导增量法。6由于INC法在实际数字实现时，一般用来代替，因此，当在最大功率点附近一个步长范围内搜索工作点电压时，会出现工作点在最大功率点两边震荡的情形，这就是INC法的震荡问题。当采用INC法时，在最大功率点处会出现三种工作状态：第一种工作状态为稳定在一点的工作状态（非MPP点）；第二中工作状态为两点震荡工作状态；第三种工作状态为三点震荡工作状态。当外界辐照度发生突变时，同扰动观测法一样，使用电导增量法进行最大功率点跟踪时也会出

7、现误判。基于以上问题，研究出了几种改进方法，其中，基于变步长的电导增量法可有效的抑制震荡问题，基于功率预测的电导增量法可有效的解决因环境变化而产生的误判现象，而基于中心差分法的电导增量法则能够减少震荡和误判的发生，有效的提高了MPP的精度。3小结本文主要对最大功率跟踪算法的原理做了简单阐述，并比较了几种常用算法的优缺点。在实际应用过程中存在的实际问题还需要做进一步研究。如能将几种算法优点有机的结合起来，取长补短，使之能满足实际需求是今后的发展方向。随着新兴能源的不断发展和各国政府的不断支持下，光伏阵列最大功率跟踪算法精度和速度的提高将来未来的

8、发展趋势。参考文献6[1]王夏楠.独立光伏发电系统及其MPPT的研究[D].南京：南京航空航天大学，2008.[2]雷元超，陈春根，沈骏，等.光伏电源最大功率点跟踪