MPPT总结

MPPT 方法 原理 优点 缺点电 压 回 授 法CVT （ 跟 踪 恒 定 电压）由 U-I 曲线和负载曲线的交点可以看出，在不同的环境温度下，工作点在一个恒压的连线上。即只要保证阵列的输出电压为常数就可以保证该温度下阵列输出最大功率，于是最大功率跟踪器就简化成一个恒压器，这种方法是一种近似最大功率法。控制简单，可靠性高，稳定性好，易于实现，比一般的光伏能多获得 20%的能量，忽略了温度毒太阳能电池开路电压的影响。温度升高，电池开路电压下降，所以最大功率点对应的电压 Um 也随之变化。对于四季温度变化较大和日温相差较大的 地 区 很 不 适用。开 路 电 压 法OCV （ 跟 踪 变 化 的电压）辐射度的变化对功率的影响比电池板温度的影响大。而不同辐射度下最大功率点对应的 Um 的变化不大， 而 Um/Uo 的比值由实验测定是定值 0.76。 OCV 根据测得的开路电压，取开路电压的 76%作为最大功率点的参考电压，并在一定的时间内保持不变。OCV 不会产生在最大功率点附近的振荡，结构简单、可以用廉价的模拟电路实现。要不停地断开开关来测量阵列的开路电压——导致光伏阵列无法持续的供电。另外， Um/Uo 并不 一 定 是 常 熟0.76，景泰误差大，能量转换率低短路电流法 SEC 在同一辐射度下最大功率点对应的输出电流 Im/短路电流 Ia 近似=0.91。原理和开路电压法类似。由于 Ia 随着辐射度变化而变化较大，需要在逆变器中添加周期性开光来测量，比开路电压法复杂许多。功率回授法 PFB 与电压回授法类似， CVT 无法在瞬息变化的气候条件下自动跟踪最大功率点。PFB 算法中添加输出功率对电压变化率的逻辑判断，以便能随着气候的变化跟踪最大功率点。由U-I 图可知，斜率为 0 的点即为最大功率点。PFB 法通过采集太阳能电池阵列的电压值和电流值计算功率，有本次计算的功率和上次功率对比，来调整输出电压值，就可以动态的跟踪不同日照强度和温度下的最大功率点。可 以 减 少 能 量 损耗， 提升整体效率，较为复杂，要很多的计算过程，可靠性和稳定性不佳，实际很少采用。扰动观察法（爬山法 HC）测量当前阵列输出功率，然后再院里的输出电压上增加一个小电压分量扰动，起输出功率发生改变，测量改变后的功率，比较前后功率大小即刻知道功率变化方向，如果功率变大就继续用元扰动方向， 如果减小， 就方向扰动，直到找到 Um。采用模块化控制电路，结构简单、测量参数少、实现容易、应用较多在最大功率点附近会在其左右振荡，造成能量损耗。在找到 Um 点的过程缓慢，震荡过程有损耗。跟踪步长和精度无法兼顾。占 空 比 扰 动 法（ DRP ）光 伏 阵 列 与 负 载 间 通 常 接 着PWM 型的 DC/DC 或者 DC/AC变换器，通过调整 PWM 变换器的占空比 D 来调节输入输出的关系来调整阻抗匹配。所以占空比D决定了光伏阵列的输出功率 P。把占空比 D 作为一个参数，只要制作一个控制循环，来找到斜率为 0 的点，减少了控制器设计的难度。调整占空比 D 的时候仍存在着调整步长大小的问题。同样是步长和精度无法兼顾电 导 增 量 法InCond 与 扰 动 观 察 法殊 途 同 归 — —逻 辑 式 观 察 振荡。能适应瞬息变化天气这个方法能够判断工作点电压和最大功率点电压之间的关系。对功率 P-UI 的两端对 U 求导，将 I 作 为 U 的 函 数 ， 得 到dP/dU=d(IU)/dU=I+UdI/dU, 且 当dP/dU>0 时 ,U 小于最大功率点电压 Um; 当 dP/dU<0 时 ,U 大于最大功率点电压 Um; 当 dP/dU=0 时 ,U即为最大功率点电压 Um 。因此 ,通过判断 I/U+dI/dU 即 G+dG(G为电导 )的符号就可以可判断光伏阵列是否工作在最大功率点。当外界日照强度发生变化的时候，起输出端电压能以平稳的方式追随其变化，保证最大功率的输出。实现起来相对复杂。步长（速度）与精度补课兼得。3 点重心比较法（ TPWC ）——滞环比较法在工作点前后去相同步长的增减来看增减，因此来看最大功率点移动方向。会带来能量损失和误判（在天气变化缓慢时也会有 不 必 要 的 扰动） 。算法麻烦，对处理器的速度和存储容量要求高。模 糊 逻 辑 控 制法通过功率对电压或者电流的变化以及其变化率作为模糊输入变量，经过模糊化处理并根据专家经验进行模糊判别给出调节输出的隶属度 ,最后根据隶属度值进行反模糊化处理得到控制调节量 ,来实现控制最大功率输出。不依赖控制对象的精 确 数 学 模 型 ,模糊逻辑控制跟踪迅速 , 达 到 最 大 功 率点 后 基 本 没 有 波动 , 具 有 较 好 的 动态和稳态性能。但 模 糊 集 的 定义、隶属函数形状的确定以及规则表的制定等关键设计环节需要设计人员更多的直觉和经验。