逆变器MPPT的原理作用及算法.docx

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1、逆变器MPPT的原理作用及算法如图，光伏组件的输出电压和电流遵循lV曲线（绿色）、P-V曲线（蓝色），如果希望逆变器输出的功率最大，就需要直流电压运行在红点所在的最大点，这个点就是最大功率点。假如最大功率点是550V,550V时功率是200W。此时，运行在520V时的功率约为190W,580V时约为185W,都没有550V时的功率大。逆变器如果跟踪不到550V,就损失了发电量，但不会对系统产生其他影响。那为什么还要不断跟踪呢？因为这个曲线随着光照强度、温度和遮挡的不同在变化着，最大功率点也就在变化了，可能早上最大功率点电压是560V,中午是520V,下午是550V,所以逆变器需要不断地寻找这个

2、最大功率点，也就是最大功率点跟踪了，这样才能保证全天的电池板能量都能最大化地输出出来，不浪费太阳能资源。在了解上述基本知识的基础之上，我们再来聊一聊MPPTo什么是MPPT?MPPT的定义MPPT,即MaximumPowerPointTracking的简称，中文为“最大功率点跟踪，它是指逆变器根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏阵列的输出功率，使得光伏阵列始终输出最大功率。MPPT是逆变器非常核心的技术，MPPT电压在进行光伏电站设计时一项非常关键的参数。MPPT的作用由于太阳能电池收到光强以及环境等外界因素的影响，其输出功率是变化的，光强发出的电就多，带MPPT最大功率跟踪的逆变

3、器就是为了充分的利用太阳能电池，使之运行在最大功率点。也就是说在太阳辐射不变的情况下，有MPPT后的输出功率会比有MPPT前的要高，这就是MPPT的作用所在。举个例子,假设MPPT还没开始跟踪,这时组件输出电压是500V,然后MPPT开始跟踪之后，就开始通过内部的电路结构调节回路上的电阻，以改变组件输出电压，同时改变输出电流，一直到输出功率最大（假设是550V最大），此后就不断得跟踪，这样一来也就是说在太阳辐射不变的情况下，组件在550V的输出电压情况，输出功率会比500V时要高，这就是MPPT的作用。单个光伏组件的MPPT的影响因素一般来说，辐照度、温度变化对输出功率的影响，最直接就体现在M

4、PPT上，也就是说辐照度和温度是影响MPPT的重要因素。10203040VoKage M50辐照度降低，光伏组件的输出功率会降低；温度升高，光伏组件的输出功率会降低；辐照度对MPPT的影响300辐照度变化对光伏组件输出功率的影响逆变器进行最大功率点跟踪（MPPT）即上图中功率最大的点。从上图可以看出，当辐照度下降的时候，最大功率点几乎是成比例降低的，如下表所示。辐照度成比例下降时，MPPT电压略微下降;由于P=IU,辐照度下降时，P成比例下降，而U略微下降，因此电流I应该是成比例下降的。辐照度（WmD最大功率（W）输出功率比例100O280.21800220.70.79600162.10.58

5、400104.803720049.60.18温度对MPPT的影响温度变化对组件输出功率的影响从上图可以看出，当温度变化时，最大功率按照温度系数的比例逐渐下降，如下表所示。温度（r）最大功率（W）相对25C的温升功率降低比例每度温升的功率损失25280.200035269.110-4.0%-0.40%45257.920-8.0%-0.40%55246.630-12.0%-0.40%65235.240-16.1%-0.40%由此可见：电流主要受辐照度的影响，电压主要受温度的影响。光伏发电单元的MPPT及其原理与算法光伏发电单元的MPPT上面两张图都是一个光伏组件的MPPT跟踪，而在实际工程中，一个

6、500kW的逆变器，往往要接8090个光伏组串。光伏阵列在使用过程中易受周围环境（如浮云，建筑物，树木遮荫等）和电池板表面的灰尘的干扰，导致光伏阵列的输出功率减小，输出特性曲线变得复杂。如果一个电站，某一个组串后面有空调机组;又有一片树叶遮盖了某一块电池片;又有一片树荫遮挡了部分组件。那么不同的组串间必然存在输出功率偏差。因此，每个逆变器接入的光伏组串的输出特性曲线变得复杂，呈多极值点，如何找到最高的那个点，就需要MPPT了!J930d Incident Irrad. = 1000 Wm2280.2 WCells temp. =25 oC220.7 W162.1 W104.8 W49.6 WV

7、oRage MIncident had. Incident lrrad. Incident Irrad. Incident Irrad.800 Wm2600 Wm2400 Wm2200 Mm250光伏方阵的输出功率曲线最大功率点跟踪的原理随着电子技术的发展，当前太阳能电池阵列的MPPT控制一般是通过DC/DC变换电路来完成的。其原理框图如下图所示。光伏电池阵列与负载通过DC/DC电路连接，最大功率跟踪装置不断检测光伏阵列的电流电压变化，并根据其变化对DC/DC变换器的PWM驱动信号占空比进行调节。MPPT系统原理框图对于线性电路来说，当负载电阻等于电源的内阻时，电源即有最大功率输出。虽然光伏电

8、池和DC/DC转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-DC转换电路的等效电阻使它始终等于光伏电池的内阻，就可以实现光伏电池的最大输出，也就实现了光伏电池的MPPT。MPPT的算法目前光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)技术，国内外已有了一定的研究，发展出各种控制方法常，常用的有一下几种：恒电压跟踪(ConstantVoltageTracking简称CVT)、干扰观察法(PertUrbationAndObservationmethod简称P&O)、增量电导法(InCrementalConductancemethod简称INC)、基于梯度变步长的电导增量

9、法等等。(这些算法只能用在无遮挡的条件下)1)单峰值功率输出的MPPT的算法目前，在无遮挡条件下，光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法常用的有以下几种：恒电压跟踪法(COnStantVOltageTraCking简称CVT)干扰观察法(PertUrbationAndObservationmethod简称P&O)增量电导法(InCrementalConductancemethod简称INC)基于梯度变步长的电导增量法，等等。2)多峰值功率输出MPPT算法普通的最大功率跟踪算法，如扰动观测发和电导增量法在一片云彩的遮挡下就有可能失效，不能实现真正意义的最大功率跟踪。目前，国际上也有人提出了多峰值的MPPT算法，主要包含如下三种：结合常规算法的复合MPPT算法Fibonacci法短路电流脉冲法总结目前业内已经认识到了逆变器多MPPT通道的重要性，多MPPT的组串逆变器已经被广泛的认可，其精准的算法也逐渐被推广。