最大功率跟踪原理及控制方法

最大功率跟踪原理及控制方法

2.1最大功率跟踪原理

太阳能电池的输出特性如图一所示，从图中的P/V特性曲线可以看出，随着端电压的增加输出功率先增加后减小，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率，因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。

图一光伏电池的特性曲线

2.2 最大功率跟踪的控制方法

MPPT的控制方法：光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是自寻优的方法，即系统不直接检测光照和温度，而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点。这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。在自寻优的算法中，最典型的是扰动观察法和增量电导法。本论文使用扰动观察法，扰动观察法主要根据光伏电池的P-V特性，通过扰动端电压来寻找MPPT，其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值( ),再比较其扰动前后的功率变化，若输出功率值增加，则表示扰动方向正确，可朝同一方向(+ )扰动；若输出功率值减小，则往相反(- )方向扰动。通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大，此时应有[8]。此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的。

3、系统的总体结构

3.1系统的结构图

系统的结构图如图二所示。其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压，通过一定的控制算法（即改变占空比），调节太阳能电池的输出电压和电流，从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电，系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。

图二系统结构图

本课题选用单片机C8051F320，利用C8051F320产生PWM，进而实现最佳功率充电。C8051F320的可编程计数器/定时器阵列PCA0由一个专用的16位计数器/定时器和5个16位捕捉/比较模块组成。每个捕捉/比较模块有其自己的I/O线，系统在这里选择PCA的模块0和模块1，每个模块的工作方式是8位脉冲宽度调制器方式，占空比由式（1）给出。

（1）

由式（1）可知，当PCA0CPHn=0时占空比最大为100%，当PCA0CPHn=0xFF时占空比最小为0.39%。可以通过清‘0’ECOMn位产生0%的占空比【9】。

3.2系统的流程图

系统的流程图如图三所示。在蓄电池充电之前先检查蓄电池当前容量C，如果C小于额定容量的30﹪，就要切断负载向上位机发送警告信号，防止蓄电池过度放电。如果C大于额定容量的30﹪，那么就要采集蓄电池的充电电流，如果符合当前马斯曲线所对应的最佳充电电流即最大充电电流时，便可以此电流对蓄电池充电；如果大于时，要调整占空比，使趋近于；如果小于时，这时要调整占空比，如果趋近于，则以此电流充电，否则，就要以最大功率所对应的电流对蓄电池充电。

系统流程图图三

4、实验结果

本实验的太阳能电池在标准测试条件下的额定峰值功率为36W，开路电压为21.5V，经实验，得到直接对蓄电池充电和采用MPPT算法充电在不同条件下测得的充电电流，实验表明，采用了MPPT充电控制器以后，在相同的外界条件下，太阳能电池的充电功率比直接充电有了明显的提高。

表一对比实验结果

参考文献

【1】Bimal K. Bose. Energy, Environment, and Advances in Power, IEEE. Trans. Power Electron, 2000(15):688-701

【2】裴郁．我国可再生能源发展战略研究[ D].辽宁:辽宁师范大学硕士学位论文.2004:5

【3】张瑞宁，石新春.独立光伏系统最大功率跟踪控制器的实现[J].电源技术研究与实现，2008(7)：468-471.

【4】周志敏，周记海，纪爱华.充电器电路设计与应用[M].北京：人民邮电出版社，2005.

【5】吴春华，张翼，肖鹏等.一种光伏独立发电控制系统[J].上海大学学报，2008(4)：359-363.

【6】郑诗程，刘伟，葛芦生.具有TMPPT功能的太阳能光伏充电系统研究[J],电子测量与仪器学报，2008,22(3)：11-15.

【7】中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会. 中国光伏发电的技术现状及展望[J]. 可再生能源，2002(3)：5-8.

【8】闫妍.智能型多用途太阳能供电系统[J].辽宁：辽宁工学院，2007：9-10，21-22.

【9】新华龙公司.C8051F320/1混合信号ISP FLASH微控制器数据手册[J].潘琢金，译.2004：203-215.

作者简介

韩文颖，女，硕士，内蒙古工业大学工程训练中心教师。

赵明君，男，硕士，长治供电分公司继电保护所。

孙万利，男，硕士，内蒙古工业大学工程训练中心教师。

韩萍，女，学士，长治供电分公司继电保护所。

逆变器的原理及其在光伏发电系统中的应用

2012-05-15 08:45:38 来源：电子工程网评论：0点击：480

目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。

中国太阳能光伏网讯：目前我国光伏发电系统主要是直流系统，即将太阳电池发出的电能给蓄电池充电，而蓄电池直接给负载供电，如我国西北地区使用较多的太阳能户用照明系统以及远离电网的微波站供电系统均为直流系统。此类系统结构简单，成本低廉，但由于负载直流电压的不同（如１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等），很难实现系统的标准化和兼容性，特别是民用电力，由于大多为交流负载，以直流电力供电的光伏电源很难作为商品进入市场。另外，光伏发电最终将实现并网运行，这就必须采用成熟的市场模式，今后交流光伏发电系统必将成为光伏发电的主流。光伏发电系统对逆变电源的要求采用交流电力输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成（并网发电系统一般可省去蓄电池），而逆变器是关键部件。光伏发电系统对逆变器要求较高：

１．要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高，为了最大限度地利用太阳电池，提高系统效率，必须设法提高逆变器的效率。

２．要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区，许多电站无人值守和维护，这就要求逆变器具有合理的电路结构，严格的元器件筛选，并要求逆变器具备各种保护功能，如输入直流极性接反保护，交流输出短路保护，过热、过载保护等。

３．要求直流输入电压有较宽的适应范围，由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化，蓄电池虽然对太阳电池的电压具有重要作用，但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动，特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大，如１２Ｖ蓄电池，其端电压可在１０Ｖ～１６Ｖ之间变化，这就要求逆变器必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作，并保证交流输出电压的稳定。

４．在中、大容量的光伏发电系统中，逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中，若采用方波供电，则输出将含有较多的谐波分量，高次谐波将产生附加损耗，许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备，这些设备对电网品质有较高的要求，当中、大容量的光伏发电系统并网运行时，为避免与公共电网的电力污染，也要求逆变器输出正弦波电流。逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到２２０Ｖ，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如１２Ｖ、２４Ｖ，就必须设计升压电路。中、小容量逆变器一般有推挽逆变电路、全桥逆变电路和高频升压逆变电路三种，推挽电路，将升压变压器的中性插头接于正电源，两只功率管交替工作，输出得到交流电力，由于功率晶体管共地边接，驱动及控制电路简单，另外由于变压器具有一定的漏感，可限制短路电流，因而提高了电路的可靠性。其缺点是变压器利用率低，带动感性负载的能力较差。全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点，功率晶体管调节输出脉冲宽度，输出交流电压的有效值即随之改变。由于该电路具有续流回路，即使对感性负载，输出电压波形也不会畸变。该电路的缺点是上、下桥臂的功率晶体管不共地，因此必须采用专门驱动电路或采用隔离电源。

另外，为防止上、下桥臂发生共同导通，必须设计先关断后导通电路，即必须设置死区时间，其电路结构较复杂。推挽电路和全桥电路的输出都必须加升压变压器，由于升压变压器体积大，效率低，价格也较贵，随着电力电子技术和微电子技术的发展，采用高频升压变换技术实现逆变，可实现高功率密度逆变，这种逆变电路的前级升压电路采用推挽结构，但工作频率均在２０ＫＨｚ以上，升压变压器采用高频磁芯材料，因而体积小、重量轻，高频逆变后经过高频变压器变成高频交流电，又经高频整流滤波电路得到高压直流电（一般均在３００Ｖ以上）再通过工频逆变电路实现逆变。采用该电路结构，使逆变器功率大大提高，逆变器的空载损耗也相应降低，效率得到提高，该电路的缺点是电路复杂，可靠性比上述两种电路低。

最大功率跟踪的控制原理

最大功率跟踪的控制原理 最大功率跟踪（MPPT）是并网发电中的一项重要的关键技术，它是指控制改变太阳电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率点上，根据太阳电池的特性，目前实现的跟踪方法主要有以下三种： （1）恒电压法，因为太阳电池在不同光照条件下的最大功率点的电压相差不大，近似为恒定。这种方法的误差很大，但是容易实现，成本较低； （2）爬山法，通过周期性的不断的给太阳电池阵列的输出电压施加扰动，并观察其功率输出的改变，然后决定下一次扰动的方向。这种方法的追踪速度较慢，只适合于光强变化较小的环境； （3）导纳微分法(又称增量电导法)，认为太阳电池阵列的的最大功率点处，输出功率对输出电压的一阶倒数等于零。因此在环境光强发生改变时，根据dI/dV的计算结果是否等于－I/V，决定是否继续调整输出电压，既可实现最大功率点的跟踪。该方法相对于恒电压法和爬山法有高速稳定的跟踪特性。 上述三种方法各有特点，但是都不同时具有低成本、高稳定性、快速追踪的特性。第一种方法只是粗略估计了最大功率点的位置，在光强变化到很大或较小时都会产生很大的误差。后两种方法本质上都是通过判断当前工作点是否处于最大工作点来决定是否继续调整及调整的方向，因此最终的结果是逆变器始终工作在最大功率点的左右，来回振荡，而不是真正的工作在最大功率点处，反应在太阳电池阵列的输出上就是，太阳电池阵列的输出电压或电流总是以一个直流电平为中心上下跳跃，波形很不稳定，而且在光强变化速度较快时，不能及时反应。 三、太阳能电池功率追踪访法及算法 扰动观察法是目前太阳能电池最大功率追踪技术中最为成熟以及被采用最多的方法，其系统方块图如图12所示。由图中可以很明显的看出此法的硬件需求较少，模拟／数字转换器节省得相当多，因此在制造的成本上将大为降低。扰动观察法之缺点在于最大功率追踪过程中，当大气条件迅速改变时，由于响应速度未能因应调整，会使追踪的速度变缓，造成功率的损失，不过此一缺点可以用软件技术来加以改善，赋予系统自我调整响应速度之功能，这也是本文的研究重点，亦即以软件算法来达到太阳能电池最大功率的追踪，并分析系统操作于较高频率下，其追踪的性能。 依电路理论而言，当太阳能电池的等效输出阻抗等于负载端的等效输入阻抗时，太阳能电池所送出的功率为最大，这就是最大功率转移定理。因此当太阳能电池模块串接直流－直流转换器之后如图13，若要得到太阳能电池的最大功率，则转换器的输入阻抗必须和太阳能电池的输出阻抗相等，但是太阳能电池的输出功率受到大气条件的影响，使得其等效输出阻抗并不会固定在某一定值。对转换器而言，其输入阻抗是随着工作周期的改变而有所不同，所以转换器若要维持太阳能电池于最大功率下操作，就必须随时地调整其工作周期。 图片附件: fig12.JPG (2006-3-23 23:42, 26.31 K)

光伏发电系统最大功率跟踪控制策略研究

光伏发电系统最大功率跟踪控制策略研究 随着生产活动的不断增加和人们对环境保护意识的不断提高， 光伏发电已经成为了未来最为重要的一种能源形式。然而，在实 际运行过程中，光伏发电系统的效率和稳定性都存在一定的问题，尤其是最大功率点的跟踪控制。因此，本文将从理论和实践两个 方面分析光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的研究现状和发展 趋势，并提出相应的解决方案。 一、最大功率点跟踪控制的意义和现状 1.1 最大功率点跟踪控制的意义 最大功率点指的是光伏电池在一定光照条件下能够输出的最大 功率。而光伏电池的输出功率受到多种因素的影响，比如温度、 光强等。因此，实现最大功率点的跟踪控制对于提高光伏发电系 统的效率和稳定性至关重要。 1.2 最大功率点跟踪控制的现状 目前，最大功率点跟踪控制技术已经达到了比较成熟的阶段。 常见的最大功率点跟踪控制方法包括模拟控制、数字控制和混合 控制等。其中，数字控制方法由于其高精度、高可靠性和易于调 节等特点，已经成为目前光伏发电系统最主流的跟踪控制方式。 二、光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的优化

2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的分类 根据控制策略的不同，光伏发电系统最大功率跟踪控制可以分为基于模糊逻辑控制、基于PID控制、基于神经网络控制等多种形式。其中，基于神经网络控制由于其在非线性问题解决方面的优势，已经成为光伏发电系统最大功率跟踪控制最为主要的研究方向。 2.2 光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的优化 光伏发电系统最大功率跟踪控制策略的优化需要从三个方面入手：模型建立、算法设计和实验验证。具体而言，可以通过建立多项式回归模型、FURF氏模型等不同的数值模型来描绘最大功率点的各种变化规律，并根据不同的数据特征选择不同的算法进行优化设计。在实验验证方面，可以采用PSCAD/EMTDC、MATLAB/Simulink等多种软件进行模拟实验，从而验证控制策略的实际效果。 三、结语 在光伏发电系统的应用过程中，最大功率点跟踪控制是关系到系统效率和稳定性的重要问题。因此，针对当前最大功率跟踪控制中存在的问题进行深入分析和研究，结合模型建立、算法设计和实验验证，可以有效提高光伏发电系统的效率和稳定性，为推动光伏发电技术的广泛应用做出积极贡献。

光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究共3篇

光伏发电系统中最大功率跟踪控制方 法的研究共3篇 光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究1 光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究 随着能源危机日益加剧，人们开始逐渐关注非化石能源的开发和利用。光伏发电系统作为一种新兴的能源利用方式，具有环保、可持续发展等优点，并且在短时间内日益得到了快速发展。然而，光伏发电系统本身存在着输出波动大、稳定性差等问题，最大功率跟踪控制成为了实现光伏发电系统的高效利用的重要控制手段。 最大功率跟踪控制方法是指在各种光照条件下，通过调节光伏电池阻抗，使得光伏电池输出功率达到最大。该方法可保证光伏发电系统的最大工作效率，提高光伏发电系统的性能指标。 目前，在光伏发电系统最大功率跟踪控制方法中，较为常用的有基于传统控制方法的PID控制算法、基于传统控制方法的模糊控制算法以及基于人工智能的控制方法。 PID控制算法是目前工业应用最广泛的一种控制方法，其优点 是简单易行、可靠性高。但是，在光伏发电系统的最大功率跟踪控制中，PID控制算法的缺点也很明显，即对系统参数不确 定和非线性时效应响应较差。

模糊控制算法是一种基于模糊逻辑的控制方法，具有较强的适应性和鲁棒性，能够在一定程度上解决光伏发电系统非线性和不确定性问题。但是，模糊控制算法的不足之处也很明显，即控制逻辑复杂、难以优化、且受控精度较低。 人工智能控制方法是目前最受关注的一种控制方法，其通过模拟人类智慧的思维方式来完成系统控制。在光伏发电系统最大功率跟踪控制中，人工智能控制方法能够很好地解决非线性和不确定性问题，并且具有很高的精度和操控性。但是，人工智能控制方法的缺点也很明显，即需要耗费大量时间和成本来完成系统学习和训练，以及容易出现过拟合和欠拟合现象。 综上所述，最大功率跟踪控制是光伏发电系统高效利用的重要手段。通过不同的控制方法，在解决非线性和不确定性问题的同时，还能够提高光伏发电系统的性能指标。随着科技的不断发展，相信控制方法的研究也将不断更新，为光伏发电系统的发展贡献更多的力量 在光伏发电系统的最大功率跟踪控制中，不同的智能控制方法具有各自的优缺点。PID控制算法简单易行且可靠，但对非线 性和不确定性问题响应较差；模糊控制算法适应性和鲁棒性高，但控制逻辑复杂且精度较低；人工智能控制方法能够很好地解决非线性和不确定性问题，但需要耗费大量时间和成本。相信随着科技的不断发展，控制方法的研究也将不断更新，为光伏发电系统的发展贡献更多的力量 光伏发电系统中最大功率跟踪控制方法的研究2

直驱式永磁同步风力发电机最大功率跟踪的基本控制方法

直驱式永磁同步风力发电机最大功率跟踪的基本控制方法一、最大风能捕获控制的基本原理 风能作用在风轮上，风能只有一部分可以被风轮吸收。风力机从风能中捕获的功率P w 可表示为 式中P w ——风力机从风能中捕获的风功率； ρ——空气密度； A——风力机扫风面积； v——风速； C p ——风力机的风能利用系数。在桨距角一定的情况下，C p 是叶尖速比λ的 函数，λ为 式中ω w ——风力机机械角速度； R tur ——风轮半径； v——风速。 在实际应用中常用风能利用系数C p 对叶尖速比λ的变化曲线表示该风轮的空气动力特性，如图7-4和图7-5所示。 图7-4 风轮气动特性（C p- λ）曲线

图7-5 永磁同步发电机不同转速从短路状态到开路状态的全特性曲线 时就可以获得最大风能利当桨距角一定时，风力机运行于最佳叶尖速比λ opt ，此时风力机的转换效率最高，即 用系数C pmax 式中ω ——风力机的最优机械角速度； opt λ ——最佳叶尖速比。 opt 成比例调节，以保持λ总在最优。 上式要求风轮机组的转速ω可以随风速v 1 在直驱式永磁同步风力发电系统中，风力发电机与风力机直接相连，风力发电机组的动态特性可以用一个简单的数学模型描述为 ——风力发电机组的转动惯量； 式中J tur ——风力机的气动转矩； T tur T ——风力发电机电磁转矩。 em 为 风力机气动转矩T tur 其中

式中ρ——空气密度； β——桨距角； C T ——风力机转矩系数； C p ——风能利用系数。 稳态时，当风力机运行在一个最佳叶尖速比λ opt 时，有一个最佳功率系数C popt 与之对应，且转矩系数C T =C popt /λ opt =C Topt 也为常数，此时捕获的风能为最大，为 式中S——风轮扫风面积。 稳态时，当忽略摩擦阻力转矩，发电机的电磁转矩应该与风力机气动转矩相等，即 式（7-7）是在稳态条件下推导出来的发电机电磁转矩与转速之间的关系，它可以作为用于控制电机转矩的给定值，是发电机转速的函数。即当风速在额定风速以下时，发电机的电磁转矩按照式（7-12）的关系控制，整个系统就能够实现最大风能的捕获，这就是额定风速以下最大风能捕获的基本原理。 因此，对于某一特定风速，风力发电机应在一个特定的转速下运行才能实现对风能的最大捕获。在一定风速下，风力发电机的功率曲线上有一最优转速和最大功率点，将不同风速下的最大功率点连接起来可得到最佳功率曲线。 实现最大风能跟踪的要求是在风速变化时及时调整风力发电机转速，使其始终保持最佳叶尖速比运行，从而保证系统运行于最佳功率曲线上。对风力机转速的控制可通过风力机变桨调节，也可通过控制发电机输出功率进行调节。 二最大风能捕获控制的基本策略 实现最大风能捕获的关键是提高风能利用系数。这就需要根据风速的变化及时调整风力机的转速，时刻保持叶尖速比为最佳值，实现风力发电机组在变速运行时的最大风能捕获。目前最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）的控制策略已经被广泛应用。根据各种不同MPPT控制策略的特点，把它们划分为以下三种。

风力发电机组控制系统设计-—最大功率点跟踪控制

课程设计说明书 风力发电机组控制系统设计-最大功率点跟踪控制 专业新能源科学与工程 学生姓名喻绸绢 班级能源121 学号1210604122 指导教师薛迎成 完成日期2015年12月14日

目录 1。控制功能设计要求 0 1.1任务 0 2。设计 (2) 2。1 介绍对象（风力发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究)2 2。2控制系统方案 (2) 2.2.1风力机最大功率点跟踪原理 (2) 2.2.2风力机发电系统 (5) 2。2。3风速变化时的系统跟踪过程 (10) 3。硬件设计 (12) 4。软件设计 (15) 5.仿真或调试 (16) 参考文献 (18)

1.控制功能设计要求 1.1任务 能源与环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题而传统能源已被过度消耗，因此,可再生能源的开发利用越来越受到重视和关注，其中风能具有分布广、储量大、利用方便、无污染等优点是最具大规模开发利用前景的新能源之一。 目前，变速恒频风力发电系统已经广泛用于实际风机中,在低于额定风速的情况下根据风速变化的情况调节风机转速,使其运行于最优功率点，从而捕获最大风能；在高于额定风速时,通过对桨距角的调节，使风机以额定功率输出。常用最大功率捕获方法主要有功率反馈法、模糊控制法、混合控制法等。为了充分利用风能,提高风电机组的发电总量，本文分析风机特性及最大功率点跟踪（maximum pow er point tracking MPPT）工作原理。众多的MPPT实现方法各有千秋,对于不同的应用场所各有所长，对于多种方案,需要进行大量细致的实验工作和数据分析。 风能是一种具有随机性、不稳定性特征的能源,风能的获取不仅与风力发电机的机械特性有关，还与其采用的控制方法有关。在某一风机转速情况下，风速越大时风力机的输出功率越大，而对某一风速而言，总有一最大功率点存在。只有当风力发电机工作在最佳叶尖速比时，才能输出最大功率.好的控制方法可使风轮的转速迅速跟踪风速变化，使风力发电机始终保持在最佳叶尖速比上运行，从而最大限度地

最大功率跟踪的控制原理

最大功率跟踪（MPPT）是并网发电中的一项重要的关键技术，它是指控制改变太阳电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率点上，根据太阳电池的特性，目前实现的跟踪方法主要有以下三种： （1）恒电压法，因为太阳电池在不同光照条件下的最大功率点的电压相差不大，近似为恒定。这种方法的误差很大，但是容易实现，成本较低； （2）爬山法，通过周期性的不断的给太阳电池阵列的输出电压施加扰动，并观察其功率输出的改变，然后决定下一次扰动的方向。这种方法的追踪速度较慢，只适合于光强变化较小的环境； （3）导纳微分法(又称增量电导法)，认为太阳电池阵列的的最大功率点处，输出功率对输出电压的一阶倒数等于零。因此在环境光强发生改变时，根据dI/dV的计算结果是否等于－I/V，决定是否继续调整输出电压，既可实现最大功率点的跟踪。该方法相对于恒电压法和爬山法有高速稳定的跟踪特性。 上述三种方法各有特点，但是都不同时具有低成本、高稳定性、快速追踪的特性。第一种方法只是粗略估计了最大功率点的位置，在光强变化到很大或较小时都会产生很大的误差。后两种方法本质上都是通过判断当前工作点是否处于最大工作点来决定是否继续调整及调整的方向，因此最终的结果是逆变器始终工作在最大功率点的左右，来回振荡，而不是真正的工作在最大功率点处，反应在太阳电池阵列的输出上就是，太阳电池阵列的输出电压或电流总是以一个直流电平为中心上下跳跃，波形很不稳定，而且在光强变化速度较快时，不能及时反应。 三、太阳能电池功率追踪访法及算法 扰动观察法是目前太阳能电池最大功率追踪技术中最为成熟以及被采用最多的方法，其系统方块图如图12所示。由图中可以很明显的看出此法的硬件需求较少，模拟／数字转换器节省得相当多，因此在制造的成本上将大为降低。扰动观察法之缺点在于最大功率追踪过程中，当大气条件迅速改变时，由于响应速度未能因应调整，会使追踪的速度变缓，造成功率的损失，不过此一缺点可以用软件技术来加以改善，赋予系统自我调整响应速度之功能，这也是本文的研究重点，亦即以软件算法来达到太阳能电池最大功率的追踪，并分析系统操作于较高频率下，其追踪的性能。 依电路理论而言，当太阳能电池的等效输出阻抗等于负载端的等效输入阻抗时，太阳能电池所送出的功率为最大，这就是最大功率转移定理。因此当太阳能电池模块串接直流－直流转换器之后如图13，若要得到太阳能电池的最大功率，则转换器的输入阻抗必须和太阳能电池的输出阻抗相等，但是太阳能电池的输出功率受到大气条件的影响，使得其等效输出阻抗并不会固定在某一定值。对转换器而言，其输入阻抗是随着工作周期的改变而有所不同，所以转换器若要维持太阳能电池于最大功率下操作，就必须随时地调整其工作周期。

直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制策略探究

直驱式永磁同步风力发电系统最大功率追踪控制策略探究 摘要:在直驱式永磁同步风力发电系统运行的过程中，对其最大功率进行追踪控制是掌 握其实时状态的重要工作。本文将对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率进行分析，并探 讨其追踪控制的策略。 关键词:直驱式永磁同步风力发电最大功率追踪 一、最大功率的追踪原理 （一）风力机的输出特性 风力机叶片的半径用r表示，ρ则代表着空气的密度，v是实际测得的风速。则能用以 下的函数关系来表示风力机轴上的机械功率输出： 式（4）中风力机输出的机械功率与转速之间的关系称为最佳功率曲线，而在式（5）中 机械转矩与转速呈现出的函数变化关系则是最佳转矩曲线。在风速保持不变的情况下风力机 保持最大功率的稳定运行，叶尖线边缘瞬时速度将能与风速保持式（3）的函数关系，也就 是说此时的风力机叶尖速比处于最佳，而最佳功率曲线和最佳转矩曲线分别在此时满足式（4）和式（5）。 在风力机运行时风速不稳定的状况下，风力机所提供的机械功率输出、机械转矩和最佳 功率、最佳转矩曲线可以用图2来表示 （二）最大功率追踪原理及具体实现方案 在图2（b）所表示的函数中，通过人为的办法对发电机的运行状态进行调节，使转矩 和转速在一定条件下跟式（5）中的函数关系保持一致，系统将能在风力机转矩特性与发电 机机械特性的交点处达到平衡。图2（b）中的A、B、C、D四个点分别代表不同风速下风力 机的最大输出功率，而风力机在这时的叶尖速比处于最佳，并且这四个平衡点处于稳定状态，满足以下公式： 对功率进行控制。由于实际操作不能准确地测定发电机能从轴上得到多少能量，所以一 般会以并网条件下的有功功率作为这个值，并通过控制有功功率来完成对发电机的功率控制。而在发电机工作的过程中，会因为自身克服阻力而产生能量的损耗，而这些损耗很难计算却 又不能忽略不计，所以实际测定会出现较大偏差。 对转矩进行控制。在实际的操作中，不论是对功率进行控制还是对转速进行控制，都要 通过改变转矩来完成。所以控制转矩的方法是最大功率追踪的最佳方法。以最佳转矩减和空 载转矩之间的差作为电磁转矩，用以下公式进行表达： 其中空载转矩是指在电机工作过程中各种损耗之和。对转矩进行控制是实现发电机功率 追踪的最佳办法，而在永磁同步发电机中，对电磁转矩的有效控制则需要采用矢量控制的方 式来完成。 三、最大功率的追踪控制 （一）最大功率的追踪 对于永磁同步发电机而言，进行最大功率追踪控制实际上就是对发电机电磁转矩进行控制。而根据实际研究的结果可以知道，对电磁转矩的控制实际上就是要控制发电机的转矩分量。

最大功率点跟踪原理

最大功率点跟踪原理 最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking，简称MPPT）是一种可以提高太阳能发电效率的技术。它可以通过检测太阳能电池特性动态调整系统参数以获得最大功率输出，从而提高发电效率，节能降耗和节省成本。 太阳能电池作为一种可再生能源，受到环境变化影响较大，因此其输出功率会随着环境变化而变化。太阳能电池具有一定的特性，即电压和电流之间存在一个特定的最大功率点，在此最大功率点，太阳能电池可获得最大的转换效率。在这种情况下，最大功率点跟踪系统的目的就是为了检测当前环境的变化，自动调整系统参数，使太阳能电池能够达到最大功率。 最大功率点跟踪的基本原理如下：首先，它通过一种复杂的控制算法，监测控制电路对太阳能电池的当前电压和电流，并识别出当前系统的最大功率点。然后，系统会将功率调节系统的输出调节到最大功率点来达到最大效率。 最大功率点跟踪系统主要由逆变器、控制电路和传感器等部件组成。其中，逆变器是核心组件，其作用是把直流电源转换成交流电源，而控制电路则负责把外部的电压和电流信号变换成内部的控制信号，以此控制逆变器的工作状态。传感器则可以实时检测太阳能电池的输出电压和电流，再根据特定算法反馈给控制电路，以使系统输出更贴近最大功率点。 最大功率点跟踪技术的好处不仅仅是它可以提高系统的发电效

率，还能节省成本。通过该技术的应用，大大减少了太阳能发电过程中的电池损耗，有效的提升了系统的性能，节省了电力成本。此外，MPPT技术只需要少量的功耗，却可以提高发电效率，减少太阳能发电损耗，从而节约用电量，从而节省用电成本。最后，MPPT技术还可以减少太阳能发电系统的故障率，从而使系统利用率更高，节约投资成本。 总之，最大功率点跟踪技术是一项先进的可再生能源技术，它的应用可以有效的提高太阳能发电效率，减少电池损耗，节约用电成本，节省投资成本，减少故障率，从而推动可再生能源发电的发展。 本文分析了最大功率点跟踪原理，从而有效的提高太阳能发电效率，节省成本，从而促进可再生能源发电的发展。未来，最大功率点跟踪技术将会得到更好的发展。

最大功率点跟踪控制的方法

最大功率点跟踪控制的方法 随着可再生能源技术的不断发展，太阳能光伏发电已经成为了一种越来越受欢迎的清洁能源。然而，由于太阳能光伏发电系统的特殊性质，如天气、环境和负载变化等因素的影响，其电能输出存在着波动和不稳定的问题。因此，如何提高太阳能光伏发电系统的效率和稳定性是目前研究的热点之一。最大功率点跟踪控制技术是一种有效的解决方案，本文将介绍最大功率点跟踪控制的方法。 一、最大功率点 在太阳能光伏发电系统中，最大功率点是指光照强度和负载电阻条件下，太阳能电池组输出功率最大的点。当太阳能电池组的输出功率达到最大时，其效率也会达到最高点。因此，最大功率点是太阳能光伏发电系统中最重要的参数之一。 二、最大功率点跟踪控制 最大功率点跟踪控制是一种通过调节太阳能电池组的工作点，使其输出功率达到最大的控制方法。其主要思想是在太阳能电池组的伏安特性曲线上，实时监测电池组的电压和电流，并根据当前的光照强度和负载电阻条件，自动调整电池组的工作点，使其输出功率达到最大。 最大功率点跟踪控制可以提高太阳能光伏发电系统的转换效率和稳定性，同时减少系统的损耗和能源浪费。它可以适应不同的光照强度和负载变化，保证系统的输出功率始终处于最大状态，从而最大限度地利用太阳能资源。

三、最大功率点跟踪控制的方法 最大功率点跟踪控制的方法主要包括传统的模拟控制方法和现 代的数字控制方法。传统的模拟控制方法主要采用模拟电路和电子元件进行控制，其优点是控制精度高、响应速度快，但缺点是设计和制造成本较高，容易受到环境和温度的影响。 现代的数字控制方法主要采用微处理器和数字信号处理器进行 控制，其优点是控制精度高、可靠性强、成本低廉，且可以实现自适应控制和远程监控等功能。数字控制方法可以通过软件调节参数，适应不同的工作条件和应用场景，具有更大的灵活性和可扩展性。 四、最大功率点跟踪控制的应用 最大功率点跟踪控制技术广泛应用于太阳能光伏发电系统中，特别是在大型光伏电站和分布式光伏发电系统中更为常见。在实际应用中，最大功率点跟踪控制可以结合其他控制策略，如功率控制、电压控制和频率控制等，实现对太阳能光伏发电系统的全面控制和优化。 结论 最大功率点跟踪控制技术是一种有效的太阳能光伏发电系统控 制方法，可以提高系统的效率和稳定性，最大限度地利用太阳能资源。在实际应用中，应根据不同的工作条件和应用场景，选择合适的控制方法和控制策略，以实现最佳的控制效果和经济效益。

光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术研究

光伏发电系统中的最大功率点跟踪技术研究第一章绪论 随着全球能源消耗的不断提高，传统的化石能源已经不能满足人们对能源的需求，而光伏发电作为一种清洁的、可再生的能源形式正在受到越来越多的关注。而在光伏发电系统中，光伏电池的输出功率对于整个系统的性能起着至关重要的作用，其中最大功率点跟踪技术是提高光伏系统转换效率的关键。 第二章光伏发电系统 光伏发电系统包括太阳能电池板、充电控制器、蓄电池和功率逆变器等部分。太阳能电池板是光伏发电系统的核心部分，它将太阳能转化为电能，而充电控制器是对太阳能电池板进行电压和电流的控制，以最大程度地保证太阳能电池板的输出功率。蓄电池的作用是存储电能，以便于在夜间或阴天时使用。而功率逆变器则将蓄电池或太阳能电池板的直流电转换为交流电，以供给家庭或企业使用。 第三章最大功率点跟踪技术 最大功率点（Maximum Power Point，MPP）是指太阳能电池板输出功率最大的电压和电流点。在太阳能电池板输出功率变化的情况下，太阳能电池板的输出电压和电流也随之变化，这使得太阳能电池板的输出功率不断变化。最大功率点跟踪技术

（Maximum Power Point Tracking，MPPT）指的是在太阳能电池 板的输出功率不断变化的情况下，控制充电控制器的电压和电流，以使太阳能电池板的输出功率达到最大。 目前，最大功率点跟踪技术主要包括开环控制技术和闭环控制 技术。开环控制技术主要是通过对光照强度的测量，计算出最大 功率点的位置，进而控制充电控制器的电压和电流。而闭环控制 技术则是通过对太阳能电池板的输出功率进行反馈控制，以使太 阳能电池板的输出功率达到最大。 第四章最优化算法在最大功率点跟踪技术中的应用 最优化算法是一种通过计算出目标函数的最优解来达到最优化 的方法。在光伏发电系统中，最优化算法经常被用于优化最大功 率点跟踪技术。最常见的最优化算法包括PERTURB AND OBSERVE算法、INCREMENTAL CONDUCTANCE算法和HILL-CLIMBING算法等等。 PERTURB AND OBSERVE算法是一种基于开环控制的最大功 率点跟踪技术，该算法通过对充电控制器的电压进行改变，观测 到最大功率点的变化。然而，该算法采用逐一测试的方法来实现 最大功率点跟踪，因此需要更短的测试周期来提高响应速度和准 确性。

光伏发电系统最大功率跟踪控制方法研究与设计

光伏发电系统最大功率跟踪控制方法研 究与设计 摘要：光伏发电是新能源应用的一种重要形式，不仅能有效缓解传统煤炭资源的消耗，还能提高地区电网的供电可靠性，但其建设成本较高，为此需要提高光伏阵列的运行可靠性。本文提出一种基于P-V曲线斜率的分步长扰动观察法作为本文的最大功率点跟踪方法，并得到相应的仿真结果，通过仿真验证了方法的有效性。 关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；分步长扰动观察法 引言 太阳能是一种和我们日常生活紧密相关的新能源，近年来得到我国政府的大力推广。最大功率点跟踪(MPPT)可以说是高光伏发电系统的发电效率的最简单有效的方法。为了得到太阳能电池的最大功率输出，需要实时不间断的对其输出功率进行监测，并要在实际的操作中调整光伏阵列的工作点，让其在最大功率点附近工作，从而实现最大功率点跟踪。 一、常用的跟踪方法 计算最大功率点跟踪的方法有很多，主要包括恒压跟踪法、增量电导法、扰动观察法、间歇扫描法等。 1、恒压跟踪法 从图1可以看出，假设当温度一定时，在不同光照强度下我们可以观察到太阳能电池板的最大功率点都近似于分布在一条垂直线的两侧，这条垂直线我们可以称为最大功率线，它可以近似的作为以电压V为常数的一条垂直线，从而可以人为地确定一个固定的电压作为光伏电池的工作电压，这就是恒压跟踪法。这种

方法优点就是简单可靠，应用十分广泛，但只能对光伏阵列的最大功率点进行估计，准确性不高，系统的可操作性不灵活，因此不合适应用在大型的发电系统中。 图1 恒压跟踪法原理图 2、增量电导法 增量电导法的计算原理是对太阳能电池阵列的瞬时导抗与导抗变化量进行比 较来实现最大功率点跟踪。通过观察太阳能电池P-V特性曲线可知，光伏阵列的 P-V特性曲线是一条单峰曲线，在其功率最大点处，功率对电压求导，值为零。 其特点就是跟踪的准确性比其它方法高，光伏发电系统在外部环境复杂的情况下 工作时，仍然发挥很好的作用。 3、扰动观察法 扰动观察法是基于首先对当前处于工作状态的光伏阵列的输出功率进行准确 的测量，其次在系统原工作状态下，人为的给输出电压增加一个电压分量（或叫 扰动），最后会检测出系统的输出功率发生变化，利用改变前后功率变化的大小 来寻找光伏发电系统的最大功率点。这种方法的优势是操作简单可靠，比较容易 实现，劣势是变化的步长大小不容易界定。 4、间歇扫描法 间歇扫描法是基于在相对固定的时间内扫描一段太阳能电池电压，将不同电 压下所对应的光伏阵列中的电流值进行记载，通过计算不同点的太阳能电池的输 出功率，就可以很容易地确定最大功率点。其不足是要对工作点的输出电压进行 周期性、不间断的扫描，这会使太阳能电池工作电压的处于不稳定的状态，从而 降低了整个系统的稳定性和工作效率。 二、基于P-V曲线斜率的分步长扰动观察法

光伏系统的最大功率点跟踪控制方法研究

光伏系统的最大功率点跟踪控制方法研究 随着光伏系统的迅速发展，如何实现光伏系统的高效稳定运行成为研究热点。而光伏 系统的最大功率点跟踪控制方法对于系统的效率具有重要的影响。本文将介绍常见的光伏 系统的最大功率点跟踪控制方法及其优缺点。 1. 基于功率反馈控制的方法 基于功率反馈控制的方法是一种简单而常用的方法。此方法基于光伏组件的输出功率 来控制整个系统。例如，在输入功率高于输出功率时，将电流降低以提高输出功率。反之 亦然，调整电压以达到最佳的功率输出。这种方法简单易行，但是其控制精度较低，容易 受到噪音的干扰，且系统的响应速度较慢。 模糊控制是可以适应光伏系统变化的一种方法。它通过将输入的电压和电流转化为一 个模糊的输入变量，进而输出一个模糊的信号，控制系统的运行。此方法可以适应不同场 景下的光伏系统控制，在控制精度和系统响应速度两方面都有较好的表现，但是具有较高 的设计难度和计算复杂度。 3. 基于人工神经网络的方法 人工神经网络是一种模仿人脑神经网络的计算模型。它可以学习特定的输入输出关系，并用于建立预测模型。在光伏系统最大功率点跟踪方面，人工神经网络可以预测系统的输出，进而通过调整输入来实现最大功率点跟踪。此方法具有较高的抗干扰能力和较高的控 制精度，但是其复杂度较高，需要大量训练数据和计算资源。 4. 基于遗传算法的方法 遗传算法是一种通过模拟自然界进化过程的一种优化方法。在最大功率点跟踪方面， 遗传算法通过不断迭代和优化变异的优势，生成近似最优解。此方法可以适应不同的工况 和气候条件下的光伏系统控制，并且具有较高的控制精度。但是其复杂度较高，需要较长 的计算时间。 综上所述，在实际应用中，应根据光伏系统的特点、工况和要求来选择相应的最大功 率点跟踪控制方法。运用适合的方法，能够使光伏系统实现高效稳定的运行，从而获得更 高的经济效益和环保效益。

船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究

船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究 船用光伏发电系统是指通过太阳能电池板将太阳辐射转换为电力的一种装置。在海上运行的船只，如果利用太阳能进行发电，既可以减少化石能源的使用，又可以贡献环保尽责，具有十分广泛的应用前景。而船用光伏发电系统的最大功率跟踪控制技术，则可以保证光伏电池板输出功率最大化，提高系统的发电效率。 船用光伏发电系统的最大功率跟踪 太阳能电池板在光照条件下，会产生一个最大功率点，此时电池的电压、电流、输出功率均处于最优状态。而由于光照条件的变化，太阳能电池板产生的最大功率点也会发生变化。为了保证整个系统的发电效率，需要对太阳能电池板的输出功率进行跟踪和调整。 在船用光伏发电系统中，常常采用的最大功率跟踪方法是填充因子法。填充因子是反映电池板内阻、光强度和温度等因素对输出功率的影响的一个参数。在跟踪过程中，系统通过检测电池板输出的电压和电流，计算得出当前填充因子，然后根据填充因子的大小调整电池板的工作点，使得功率输出接近最大值。通过逐步调整电池板的工作点，就能找到恰当的最大功率点。 自动跟踪控制技术 为了进一步提高船用光伏发电系统的发电效率，自动跟踪控制技术被应用到系统中。自动跟踪控制技术可以根据太阳的位置

和角度，在不同方位角和俯仰角下调整太阳能电池板的朝向，使得太阳能电池板始终保持在最佳工作状态。由于船只在海上运行，受风、浪的影响比较大，因此需要采用相应的控制算法。 在船用光伏发电系统中，自动跟踪控制技术可以分为两种：经纬度跟踪技术和加速度计跟踪技术。经纬度跟踪技术需要利用GPS定位系统获取所在位置的经度和纬度，并根据太阳位置 的计算公式计算出太阳在不同时间点和不同位置的方位角和俯仰角，从而进行调整。而加速度计跟踪技术则通过感应器或者加速度计来感知船只运动的状态，通过控制器实时计算出太阳位置的角度，再驱动电机进行调整。 总体来看，船用光伏发电系统的最大功率跟踪控制技术和自动跟踪控制技术，能够大幅提高系统的发电效率，减少化石能源的使用，降低环境污染，具有很好的应用前景。相关数据指的是船用光伏发电系统的发电效率、填充因子、最大功率点跟踪精度、自动跟踪控制精度等指标。以下是一些相关数据的解释和分析。 1. 发电效率：发电效率是指太阳能电池板把光能转化为电能的效率，单位为百分比。发电效率越高，系统发电时利用太阳能的效率就越高。目前商用太阳能电池板的发电效率一般在 15%~20%之间。但是，在实际运行中，因为光照和温度等因 素的影响，系统的发电效率可能会下降。 2. 填充因子：填充因子是反映电池板内阻、光强度和温度等因素对输出功率的影响的一个参数。填充因子越高，说明电池板

最大功率跟踪原理及控制方法

最大功率跟踪原理及控制方法 2.1最大功率跟踪原理 太阳能电池的输出特性如图一所示，从图中的P/V特性曲线可以看出,随着端电压的增加输出功率先增加后减小，说明存在一个端电压值，在其附近可获得最大功率，因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率，一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,使之始终工作在最大功率点附近，这一过程就称之为最大功率点跟踪-MPPT。 图一光伏电池的特性曲线 2。2 最大功率跟踪的控制方法 MPPT的控制方法：光伏系统中的最大功率点跟踪的控制方法很多，使用最多的是自寻优的方法，即系统不直接检测光照和温度，而是根据光伏电池本身的电压电流值来确定最大功率点.这种方法又叫做TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)。在自寻优的算法中,最典型的是扰动观察法和增量电导法。本论文使用扰动观察法,扰动观察法主要根据光伏电池的P—V特性，通过扰动端电压来寻找MPPT，其原理是周期性地扰动太阳能电池的工作电压值（ ),再比较其扰动前后的功率变化，若输出功率值增加,则表示扰动方向正确，可朝同一方向（+ ）扰动;若输出功率值减小，则往相反（— )方向扰动。通过不断扰动使太阳能电池输出功率趋于最大，此时应有［8].此过程是由微处理器即C8051F320控制完成的. 3、系统的总体结构 3.1系统的结构图 系统的结构图如图二所示。其中单片机要采集太阳能电池的输出电压和输出电流及蓄电池的充电电流和开路电压,通过一定的控制算法（即改变占空比），调节太阳能电池的输出电压和电流,从而实现太阳能电池在符合马斯曲线的条件下以最佳功率对蓄电池充电，系统的硬件主要由核心控制模块、采样模块、驱动模块、升压式DC/DC变换器模块组成。

最大功率点跟踪(MPPT)基本原理

最大功率点跟踪（MPPT）基本原理 MPPT名词解释 MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指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(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。 MPPT 控制器 要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，（有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊）在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V! 现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。理论上讲，使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高20%-30%。 从这个意义上讲，MPPT太阳能充放电控制器，势必会最终取代传统太阳能控制器。 为什么要使用MPPT ？ 太阳能电池组件的性能可以用U-I曲线来表示。电池组件的瞬时输出功率（U*I）就在这条U-I曲线上移动。电池组件的输出要受到外电路的影响。最大功率跟踪技术就是利用电力电子器件配合适当的软件，使电池组件始终输出最大功率。

太阳能电池板 最大功率点曲线

太阳能电池最大功率点跟踪 最大功率点跟踪控制MPPT使太阳能电池板能在各种不同的日照和温度环境下有效地跟踪最大功率点，是使用合适的MPPT 控制算法控制电池板尽可能地工作在最大功率点上。本课件只就常用的3种方法的工作原理作简单介绍。 图4是太阳能电池最大功率点跟踪控制主要组成框图，主要通过采集电池阵列的输出电压与电流，根据相应控制算法，调整变换器的输出来改变电池阵列的输出电压，达到对最大功率点的跟踪。变换器输出端的电压与电流检测用于计算机对输出控制的参考。 最大功率点跟踪控制主要组成框图 图4--最大功率点跟踪控制主要组成框图 恒电压跟踪CVT(Constant Voltage Tracker ) 在图2中可看到，当温度一定时，各曲线的最大功率点基本在一根垂直线上，只要找到这条垂直线，确定电压值Um，通过对负载的控制使电池板输出维持在Um，就可以保证电池板在大多数光照条件下工作在最大功率点。 CVT方法具有控制简单,可靠性高,稳定性好，易于实现等优点，由于这种跟踪方式忽略了温度对太阳能电池开路电压的影响。以单晶硅太阳能电池为例，当环境温度每升高1 ℃时，其开路电压下降率为0.35%～0.45%，对于四季温差或日温差比较大的地区，该方式不能在所有的温度环境下跟踪最大功率。 CVT方法的优点：控制方法简单、稳定性较高、易于实现。 CVT方法的缺点：由于没有考虑太阳能电池温度对开路电压的影响，当电池温度变化较大时能量损失较大。 CVT方法只是一种近似的最大功率跟踪方法，实用在环境温度变化不大、日照稳定的地区的小型光伏系统。 一个简单简单的方法，可在电池板附近设置环境温度检测，根据环境温度值与经验来修正Um值，可在一定程度上弥补温度变化带来的功率损失。 扰动观察法（Perturbation and Observation method） 扰动观察法也称为登山法，是一个自然寻优过程，目前应用较多。其原理是在光伏阵列正常工作时，每隔一定的时间用较小的步长改变太阳能电池的输出电压，方向可以是增加也可以是减少，并检测功率变化方向，来确定寻优方向，如果输出功率增加，那么继续按照上一周期的方向继续“干扰”，如果输出功率减小，就改变其扰动方向，如此不停地周而复始,使太阳能电池板动态地工作在最大功率点的附近。 显然系统工作点无法稳定运行在最大功率点上，只能在最大功率点附近振荡运行，而振荡的幅值则由步长决定。若扰动步长过大，跟踪的速度快，但在最大功率点附近的振荡幅度比较大，可能造成较大功率损失；若步长过小，功率损失会小些，但跟踪的