能光伏系统输出功率降低。即太阳能电池阵列的最大功率点随太阳辐照度、太阳能电池方阵表面温度、不同负载而变化,所以为了使其始终输出最大功率,系统需要跟踪太阳能电池方阵的最大功率点,MPPT控制就起到了这种作用。
MPPT需要做到:●当天气变化很快时,能快速、准确地跟踪最大功率点;●控制算法不需太复杂;●实现起来简单。MPPT在具体实现时,一般有两个步骤:一是通过搜索算法,找到最大功率点;二是通过控制手段,使太阳能电池阵列工作在最大功率点。在MPPT的搜索算法中,使用的最多的是自寻优的方法,即系统不直接检测太阳辐照度和温度,而是根据光伏阵列本身的电压电流值来确定最大功率点:具体则是再与已存储的前一时刻光伏电池功率相比较舍小存大再检测、再比较。如此不停地周而复始便可使光伏电池动态工作在最大功率点上。
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图22MPPT搜索算法图
常用的MPPT方法有:恒定电压法、开路电压法、短路电流法、扰动观测法、电导增量法(导纳微分法)等。
MPPT控制技术:
图23MPPT控制图
当负载特性与太阳电池阵列特性的交点在阵列最大功率点相应电压Um之左时,MPPT的作用是使交点处的电压升高;而当交点在阵列最大功率点相应电压Um之右时,MPPT的作用是使交点处的电压下降。图23说明了这个动态过程。
控制技术采用:数字双环控制、模糊控制、神经控制等。(2)恒定电压法Co
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tVoltageTracki
g,即CVT
在不同的光照强度下,太阳能电池阵列具有图24所示的伏安特性曲线,它表明太阳电池既非恒压源,也非恒流源,而是一种非线性直流电源,太阳能电池阵列的伏安特性曲线与负载特性曲线L的交点A、B、C、D、E即为光伏系统的工作点,如果能使工作点移至光伏阵列伏安曲线的最大功率点A’、B’、C’、D’、E’上,就可以最大限度地提高光伏阵列的能量利用率。人们发现,当温度保持某一定值时,最大功率点基本在一根垂线的两侧,这样就可以把最大功率点的轨迹近似的看成输出电压恒定的一根垂线,这就是恒定电压法的理论依据。
早期的光伏系统采用恒定电压法,这种方法的优点是简单易行,而且基本可以跟踪最大功率点。但随着电力电子及控制技术的发展这种方法简单性与其造成的能量损失相比已显得很不经济。因为这种跟踪方式忽略了环境温度和太阳辐照度对阵列开路电压的影响这个不容忽视的影响是采用恒定电压跟踪是无法克服的。
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图24恒定电压法
(3)扰动观测法(登山法)(Perturbatio
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method)通过有r