光伏并网系统中MPPT原理、算法及控制策略

  • • • • • 固定电压法 扰动观察法 增量电导法 短路电流法 智能化控制算法

  除此之外，变步长导纳增量法，基于模糊控制的 MPPT方法，基于预测数据的MPPT方法，基于差分方程解 的MPPT方法

  扰动观察法时一种闭环的MPPT算法。其基本思路是：首先，扰动光伏阵列的输出电压， 然后测量光伏阵列的输出电压和输出电流，接着比较前后两次功率的大小，最后朝着功率 较大的方向继续扰动。 优点：在太阳光照度发生变 化以后,能不断地自主跟踪 上限功率点； 缺点：若使用最小步长的 扰动算法,那么收敛速度十分 缓慢，假如使用大的扰动步 长,则最终不一定可以跟踪到最 大功率点。扰动观察法还有 一个问题就是系统不断地在 上限功率点附近扰动,那么工 作点就会在上限功率点附近 来回往复,这种现象称为多点 谐振,导致功率损失。

  图3为光伏电池日照强度不变、结温变化情况下的一组I—V和P—V特性曲线，从图中可以 得出以下结论: ①如图3(a)所示：光伏电池的结温对光伏电池的短路电流影响不大，随着温度的上升输出 短路电流只是略有增加；光伏电池的开路电压随电池结温的上升而下降，且变化范围较大； ②如图3(b)所示:光伏电池输出功率总的变化趋势与不同日照条件下的功率变化相似。但相 同日照情况下其最大输出功率随电池温度的上升而下降，且上限功率点对应的工作电压随 温度上升而下降

  • 在不同光照强度及温度下光伏电池板的最大效率是不同的、 • 在不同条件下的上限功率点构成一条MPP曲线 • 当光伏电池板运行在该MPP线左侧时MPPT控制算法应增大其输出电 压，反之应减小电压 • MPPT算法需要不断监测并判断输出功率变化来调节运行电压使工作点 不断向上限功率点移动

  ①光伏电池的短路电流随光照强度增强而变大，两者近似为比例关系;光伏电池的开路电压 在各种日照条件下变化不大； ②光伏电池的最大输出功率随光照强度增强而变大，且在同一日照环境下有唯一的最大输 出功率点。在上限功率点左侧，输出功率随电池端电压上升呈近似线性上升趋势;到达最大 功率点后，输出功率开始快速下降，且下降速度远大于上升速度； ③如图2(a)所示：在虚线A的左侧，光伏电池的特性近似为电流源，右侧近似为电压源。虚 线A对应上限功率点时光伏电池的工作电流，约为电池短路电流的90%； ④如图2(b)所示：结温一定的情况下，光伏电池上限功率点对应的输出电压值基本不变。 该值约为开路电压的76%

  一、光伏电池的主要参数 二、光伏电池输出特性分析 三、上限功率点跟踪MPPT原理 四、MPPT控制策略 五、扰动观察法 六、改进式MPPT控制

  由于传统的MPPT算法存在收敛速度缓 慢、多点谐振的缺点，且不能解决局部遮 挡情况下的多极值问题。又有了变步长算 法、滞回比较算法。 对于局部阴影遮挡光伏阵列的MPPT控 制，一般都会采用粒子群优化法、模糊控制法 等