关于逆变器MPPT的工作原理

  版权说明：本文档由用户更好的提供并上传，收益归属内容提供方，若内容存在侵权，请进行举报或认领

  1、关于MPPT的工作原理摘要MPPT即“上限功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）的简称，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。其功能为，控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值（上限功率），使系统得以最高的效率对蓄电池充电。关于最大功率点MPP，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，环境和温度和负载影响，只有在某一输出电压值时，光伏阵列的输出功率才可以做到最大值，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。MPPT-上限功率点追踪的工作原理:在一个规定的周期内，微处理器定期地主动调节PWM的占空比D，改变太阳

  2、能电池的输出电流，从而引起太阳能电池的输出电压变化，检测太阳能电池输出电压及输出电流，计算出太阳能电池阵列的输出功率，然后根据上限功率点跟踪策略寻找上限功率点的位置。MPPT的简单模型如下：（个人觉得，其最简原理和我们求电池最大输出效率模型相似，即寻找与内阻相等的负载点功率） 图1 MPPT原理的最简等效模型RS为太阳能电池板的等效输出电阻，RL为MPPT端的等效负载电阻。当外界条件变化时，RS也跟着变化了，这是为满足最大的功率输出，通过调整MPPT端的负载电阻与之匹配，当RS = RL时，功率输出最大，也就是我们说的MPP点。RL实时跟随RS变化的方法叫做MPPT算法。带MPPT的逆变器原

  3、理框图：图2 逆变器中MPPT原理框图目前国在用的几种MPPT方法有：扰动观察法、电导增量法、恒定电压法、短路电流法、实际测量法、直线近似法、间隙扫描法。前三者为目前最常用的方法，以下就三种方法详细说明： 一、扰动观察法扰动观察法的原理为：由于太阳能电池的P-V曲线我们是可以从实时功率系统中得到，当太阳能电池的工作在上限功率点的左侧时，dPdV0（斜率）；而在上限功率点的右侧时，dPdV0，说明光伏工作于上限功率点的左侧，则应在下一扰动周期继续保持当前的扰动方向，朝同+V方向扰动：反之，若扰动后的功率值小于扰动前即dPdV0，则说明光伏工作于上限功率点的右侧，当前扰动方向将使工作点远离上限功率

  4、点，所以应改变扰动方向，往相反（-V）方向扰动。经过反复的调整，最终使光伏电池的工作点逼近上限功率点。优点：控制简单、容易实现，对参数检测精度要求不高，控制效果往日照变化不是很剧烈的情况下，能满足光伏系统对最大功率点跟踪的要求。缺点：需要周期性的扰动，且当扰动方向确定后，只能在下一个扰动周期去影响输出电压，这将导致光伏阵列的输出在最大功率点附近振荡，从而减小系统的输出效率：当环境条件变化剧烈时有可能发生误判，导致跟踪失败。扰动观察法的一般控制流程图如下图所示：图3 扰动观察法的一般控制流程图适川场合：日照变化不是很剧烈的环境，是目前使用较多的方法。注意：初始值及扰动步长的给定对跟踪精度和速度有

  5、较大影响。扰动步长较大时，该操控方法对日照变化跟踪速度快，但是由丁光伏器件特性不对称，其输出功率会在上限功率点附近产生功率振荡现象；扰动步长较小时，可减弱或消除光伏器件输山功率的振荡，但对日照变化的跟踪速度变慢。实际应用中要对其进行实验后才可选定扰动步长。二、电导增量法电导增量法也是MPPT控制常用的算法之一，其控制思想与扰动观察法类似，也是利用dPdV的方向进行上限功率点跟踪控制，只是当太刚能电池工作在上限功率点时控制不一样。原理：通过太阳能电池阵列P-V曲线可知最人值点Pm处的斜率为零，所以有：Pm=V*I等式两端对V进行求导得：即为要达到上限功率点的条件，也就是说，当系统输出电导的变化

  6、量等于输出电导变化量的负值时，太阳能电池工作在上限功率点。电导增量法的一般程序流程如下图所示。图4 电导增量法的一般控制流程图图中，V(k)、I(k)为新检测的电压、电流值，V(k-1)、Z(k-1)为前一次检测的电压、电流值。程序读进新值后先计算与旧值之间误差，再判断电压差值是否为零(因后面做除法时分母不得为零)。若电压差值为零，则再判断电流差值是否为零。若都为零则表示阻抗一致，Vref值不变。若电压差值为零，电流差值不为零，则表示日照温度有变化。电流差值大于零，Vref值增加；电流差值小于零，Vref值减少。若电压差值不为零时，再判断求导式dI/dv=-I/v是否成立。若成立，则表示功率曲

  7、线斜率为零（最大功率点），Vref值不变；若电导变化量大于负电导值，则表示功率曲线斜率为正，Vref值将增加；反之Vref值将减少。优点：控制精确、跟踪速度快，当太阳电池上的照度产生一些变化时，其输出端电压能以平稳的方式追随其变化，基本能消除P&O法中冈扰动而产生的上限功率点附近的功率振荡现象。缺点：算法较为复杂，对硬件的要求较高(特别是传感器的测量精度要求较高)，且系统的响应也应足够快才能满足其控制要求，所以相应的硬件成本也将提高。就理论而言，此方法的理论表达式是无可挑剔的。但是当传感器的精确度有限时，满足求导式的概率是有限的，于是将不可避免的产生误差。适用场合：气候平均状态随时间的变化大的情况下。三、恒定电

  8、压法恒定电压法(CVT)是利用光伏器件输出上限功率时工作电压Vm与开路电压Vo存在近似的比例关系这一特性来控制的一种上限功率点跟踪操控方法。由于其良好的可靠性和稳定能力，目前在光伏系统中仍被较多使用。随着光伏系统控制技术的计算机及微处理器化，该方法逐渐被新方法所替代。原理：当电池结温不变且光伏器件输出功率最大时，它的工作电压Vm与开路电压Vo存在固定的比例关系Vm=KVo (该比值K近似为0.760.8，根据电池的这一特性，只要知道电池的开路电压Vo，即可得到最人功率点对应的工作电压Vm)。利用该比例关系控制MPPT电路使光伏阵列的输出电压等于Vm。就可以实现光伏器件输出上限功率。这样，其实就是把MPPT控制简化为稳压控制，这就构成了恒定电压式的MPPT控制。优点：原理简单、易于实现，有良好的稳定性。缺点：忽略了温度对阵列开路电压的影响，控制精度差，特别是对于早晚和四季温差变化剧烈的地区度；必须人工干预才能良好运行。适用场合：通常用于功率较小、日照情况稳定的工作场合，如人造卫星。

  1. 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。

  2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，若需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。

  3. 本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。

  5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。

  7. 本站不保证下载相关资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这一些下载相关资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

  GB/T 4326-1984非本征半导体单晶霍尔迁移率和霍尔系数测量方法

  GB/T 4457.4-2002机械制图图样画法图线摩托车和轻便摩托车耐久性试验方法

  GB/T 4589.1-2006半导体器件第10部分：分立器件和集成电路总规范