太阳能电池MPPT建模

太阳能光伏发电系统的建模与仿真随着全球环境保护意识不断增强，可再生能源的开发和应用变得越来越重要。

光伏发电作为一种利用太阳能直接转化为电能的方式，自然也备受关注。

在建设光伏发电场之前，我们可以使用建模与仿真技术，来帮助我们设计和优化光伏发电系统。

本文将会探讨太阳能光伏发电系统的建模与仿真方法。

一、建模方法建模是建立光伏发电系统物理模型的过程。

通过物理模型，我们可以了解系统内部的运作原理，优化系统的结构和技术参数以提高光伏发电效率。

在建模的过程中，可以采用两种方法：自顶向下和自下向上。

1.1 自顶向下自顶向下的建模法是由顶层向底层逐步分解，形成一整个系统的过程。

这种方法首先从整个光伏发电系统的总体设计出发，接着将系统分成不同的模块，最后分解到每个模块的细节设计。

在自顶向下的建模中，主要包括以下步骤：1) 确定建模目标和范围；2) 建立系统层次结构，确定系统的模块划分；3) 定义每个模块的详细参数，建立物理模型；4) 分析系统的总体性能，进行优化。

1.2 自下向上自下向上的建模法是由底层向顶层逐步合并，形成一整个系统的过程。

这种方法首先从每个部件的设计出发，接着将每个部件合并到模块，最后合并到整个系统。

在自下向上的建模中，主要包括以下步骤：1) 确定每个部件的设计参数；2) 将每个部件的设计合并到对应的模块中；3) 将所有模块合并，建立完整的系统模型；4) 分析系统的总体性能，进行优化。

二、仿真方法仿真是利用计算机模拟物理过程的一种方法。

通过仿真，我们可以模拟光伏发电系统在不同条件下的运行状态，优化光伏组件和逆变器的参数，评估发电量和电网接口的稳定性。

2.1 光伏组件的仿真光伏组件是光伏发电系统的核心部件。

在光伏组件的设计和仿真中，主要考虑以下因素：1) 光照强度和角度对光伏输出电能的影响；2) 温度对光伏输出电能的影响；3) 光伏单元的组合方式和布局对系统性能的影响。

对于光伏组件的仿真，可以采用软件模拟和硬件实验相结合的方式。

MPPT原理导读：本文主要讲述的是MPPT原理，有兴趣的童鞋们快来学习一下吧~~~很涨姿势的哦~~~1.MPPT原理--简介MPPT，全称为Maximum Power Point Tracking，即最大功点跟踪，它是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，而不产生环境污染。

2.MPPT原理MPPT控制器原理：首先要检测主回路直流电压以及输出电流，然后计算出太阳能阵列的输出功率，最终实现对最大功率点的追踪。

下图为实际应用扰动与观察法来实现最大功率点追踪的示意图。

如图所示，串连在一起的扰动电阻R和MOSFET，在输出电压基本稳定的情况下，然后通过改变MOSFET的占空比，来改变通过电阻的平均电流，因此产生了电流的扰动。

同时也会影响光伏电池的输出电流、电压，通过测量此时的变化，以决定下一周期的扰动方向。

如果扰动方向正确时，太阳能光能板输出功率增加，下周期继续朝同一方向扰动，反之，朝反方向扰动，如此反复，使太阳能光电板输出达最大功率点。

3.MPPT原理--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。

如果没有最大功率跟踪技术，电池组件的输出功率就不能够在任何情况下都达到最佳(大)值，这样就降低了太阳能电池组件的利用率。

拓展阅读：1.基于数字信号控制器和DC/DC转换器的MPPT控制介绍2.实现并网电压跟踪及MPPT的电流跟踪控制方案3.一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析关键词： MPPTMPPT原理加入微信获取电子行业最新资讯搜索微信公众号：电子产品世界或用微信扫描左侧二维码。

关于光伏阵列的ＭＰＰＴ算法综述陈科范兴明黎珏强韦颖龙桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林５４１００４摘要：针对光伏电池非线性输出特性存在最大功率输出的问题，只有实现最大功率点的跟踪（ＭＰＰＴ）才能提高太阳能电池的效率。

分析了最大功率点跟踪的常用方法，即恒定电压控制法、扰动观测法、导纳增量法、功率回授法以及模糊控制法等，并对几种常见的ＭＰＰＴ方法进行比较和分析，为实现光伏并网控制器中重要环节的设计与实现提供参考。

光伏阵列；最大功率点跟踪；算法分析；光伏并网ＴＭ８３Ａ１６７３－８０８Ｘ（２０１１）０５－０３８６－０５Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＭＰＰＴ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｏｆ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ａｒｒａｙ　Ｃｈｅｎ　Ｋｅ　Ｆａｎ　Ｘｉｎｇｍｉｎｇ　Ｌｉ　Ｊｕｅｑｉａｎｇ　Ｗｅｉ　Ｙｉｎｇｌｏｎｇ　２０１１－０８－２９国家自然科学基金（５１０６７００２）范兴明（１９７８－），男，山东德州人，副教授，博士，研究方向为智能化电器、高电压新技术及应用。

Ｅ－ｍａｉｌ：４２０５３０３７＠ｑｑ．　ｃｏｍ　在光伏３点比较应用中＠＠［１］刘辉，吴麟章，江小涛，等．太阳能电池最大功率跟踪技术研究 ［Ｊ］．武汉科技学院学报，２００５，１８（８）：１２－１５．＠＠［２］王庆章，赵庚申，许盛之，等．光伏发电系统最大功率点跟踪控制 方法研究［Ｊ］．南开大学学报：自然科学版，２００５，３８（６）：７４－７９．＠＠［３］杨化鹏，薛媛，王云丽，等．新型光伏系统最大功率跟踪算法的研 究［Ｊ］．西北水力发电，２００６，２２（４）：２－３．＠＠［４］雷元超，陈春根，沈骏，等．光伏电源最大功率点跟踪控制方法研 究［Ｊ］．电工电能新技术，２００４，２３（３）：７６－８０．＠＠［５］周林，武剑，栗秋华，等．光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述 ［Ｊ］．高电压技术，２００８，３４（６）：１１４５－１１５４．＠＠［６］司传涛，周林，张有玉，等．光伏阵列输出特性与ＭＰＰＴ控制仿 真研究［Ｊ］．华北电力学报，２０１０，３８（２）：２８５－２８８．＠＠［７］周德佳，赵争鸣，吴理博，等．基于仿真模型的太阳能光伏阵列特 性的分析［Ｊ］．清华大学学报：自然科学版，２００７，４７（７）：１１０９－ １１１７．＠＠［８］ ＴＡＦＴＩＣＨＴ　Ｔ，　ＡＧＢＯＳＳＯＵ　Ｋ，　ＤＯＵＭＢＩＡ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｏｗｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ　［Ｊ］．　Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ　Ｅｎｅｒｇｙ，２００８，３３（７）　：　１５０８－１５１６．＠＠［９］崔岩，蔡炳煌，李大勇，等．太阳能光伏系统ＭＰＰＴ控制算法的 对比研究［Ｊ］．太阳能学报，２００６，２７（６）：５３５－５３９．＠＠［１０］徐鹏威，刘飞，刘邦银，等．几种光伏系统ＭＰＰＴ方法的分析比 较及改进［Ｊ］．电力电子技术，２００７，４１（５）：３－５．＠＠［１１］ ＨＯＨＭ　Ｄ　Ｐ，　ＲＯＰＰ　Ｍ　Ｅ．　Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｕｓｉｎｇ　ａｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ，　ｐｒｏ ｇｒａｍｍａｂｌｅ，　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｏｗｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｂｅｄ［Ｃ］／／ ＩＥＥＥ　２８ｔｈ　Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．　Ａｎｃｈｏｒａｇｅ， ＵＳＡ：　［ｓ．　ｎ］，　２０００：　１６９９－１７０２．＠＠［１２］杨帆，彭宏伟，胡为兵．ＤＣ－ＤＣ转换电路在光伏发电ＭＰＰＴ中 的应用［Ｊ］．武汉工程大学学报，２００８，３０（３）：１０４－１１７．＠＠［１３］ Ｈｕａ　Ｃｈｉｃｈｉａｎｇ，Ｓｈｅｎ　Ｃｈｉｍｉｎｇ．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｃｋ ｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ＤＣ／ＤＣ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａ ｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　［Ｃ］／／Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒ ｅｎｃｅ，　ＰＥＳＣ　９８　Ｒｅｃｏｒｄ．　２９ｔｈ　Ａｎｎｕａｌ　ＩＥＥＥ．　Ｆｕｋｕｏｋａ，Ｊａｐａｎ： ［ｓ．　ｎ］，　１９９８：８６－９３．＠＠［１４］刘莉，张彦敏．一种扰动观察法在光伏发电ＭＰＰＴ中的应用 ［Ｊ］．电源技术研究与设计，２０１０，３４（２）：１８６－１８８．＠＠［１５］龙腾飞，丁宣浩，蔡如花．太阳电池最大功率点跟踪的三点比较 理论法分析［Ｊ］．大众科技，２００７（９６）：４８－７４．＠＠［１６］张超，何湘宁．短路电流结合扰动观察法在光伏发电最大功率 点跟踪控制中的应用［Ｊ］．中国电机工程学报，２００６，２６（２０）： ９８－１０２．＠＠［１７］朱炜峰，张宇样，王文静．采用滞环比较法实现太阳能电池的最 大功率追踪［Ｊ］．现代电子技术，２００６（１４）：２７－２８．＠＠［１８］叶满园，官二勇，宋平岗．基于最优梯度法ＭＰＰＴ的三相光伏 并网逆变器［Ｊ］．电力电子技术，２００６，４０（２）　：３３－７５．＠＠［１９］陈广华，杨海柱．基于模糊控制的光伏系统ＭＰＰＴ［Ｊ］．电气技 术，２０１０（５）：３７－４０．＠＠［２０］ ＹＥ　Ｙ，　ＫＡＺＥＲＡＮＩ　Ｍ，　ＱＵＩＮＴＡＮＡ　Ｖ　Ｈ．　Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ　ｐｗｍ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｃ］／／Ｐｏｗ ｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｔｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，　ＰＥＳＣ．　２００１　ＩＥＥＥ　３２ｎｄ Ａｎｎｕａｌ．　Ｖａｎｃｏｕｖｅｒ，　Ｃａｎａｄａ：　［ｓ．　ｎ］，　２００１　：　１０２－１０７．＠＠［２１］ ＫＩＭＴＹ　，ＡＨＮ　ＨＧ，　ＰＡＲＫＳ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎｏｖｅｌ　ｍａｘｉｍｕｍ ｐｏｗｅｒ　ｐｏｉｎｔ　ｔｒａｃｋｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｕｎ ｄｅｒ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｓｏｌａｒ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ［Ｃ］／／Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｃｓ，　ＩＳＩＥ　２００１．　ＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ．　Ｐｕｓａｎ，Ｋｏｒｅａ： ［ｓ．　ｎ］　，２００１　：　１０１１－１０１４．。

光伏系统中的MPPT算法研究本文提出了恒定电压法与变步长的滞环比较法相结合的MPPT新算法。

该算法有效地克服了传统MPPT算法中存在的振荡和误判现象，同时兼顾到跟踪速度和精度的要求。

标签：MPPT；恒定电压法；滞环比较法；Matlab/Similink0 引言本文根据光伏电池输出特性与光照度和温度的关系，建立了基于Boost电路的MPPT仿真模型，在分析恒定电压法和常规扰动观察法的优缺点基础上，对扰动观察法进行了改进，提出了一种将恒定电压法发和变步长滞环比较法相结合的MPPT控制新算法。

2 MPPT算法的提出2.1 恒定电压法根据1.2中的P-U特性曲线，在辐射度大于一定值并且温度变化不大时，光伏电池的输出P-U曲线上的最大功率点几乎分布于一条垂直直线的两侧附近。

因此，若能将光伏电池输出电压控制在其最大功率点附近的某一定电压处，光伏电池将获得近似的最大功率输出，这种MPPT控制称为恒定电压法[1-2]。

由上所述，可以认为光伏阵列的最大功率点电压近似为恒定电压，即：（1）其中，系数k的取值取决于光伏电池的特性，一般k的取值大约在0.8左右。

恒定电压法是一种开环的MPPT算法，其控制简单迅速，但由于其忽略了温度对光伏电池输出电压的影响，因此温差越大，恒电压跟踪法跟踪最大功率点的误差也就越大。

2.2 变步长的滞环比较法扰动观察法是采用两点进行比较，即现在的工作点与扰动前的工作点进行比较，根据功率的变化方向决定电压的扰动方向，除造成较多的扰动损失外，还可能出现误判。

变步长的滞环比较法可在日照强度快速变化时不跟随移动工作点，而是等到日照强度比较稳定后再跟踪到最大功率点，减少了扰动损失[3]。

变步长滞环比较法的基本工作原理为：假设A点为当前工作点且未发生误判，以A点为中心，左右各取一点形成滞环，依据判定的扰动方向扰动至B点，再反向两个步长扰动至C点，如果C、A、B的功率测量值依次为、、，三点的电压为、、，且满足：、。

光伏发电系统MPPT研究与仿真作者：赵春柳来源：《电脑知识与技术》2016年第29期摘要：光伏电池的利用率一般受辐照度、温度等因素的影响，在光伏发电系统中，为寻求光伏电池的最优工作状态，都采用最大功率点跟踪（MPPT）技术。

本文以常用的定电压跟踪法（CVT）、扰动观测法（P&O）和电导增量法（INC）为研究对象，搭建PSIM仿真电路，Visual C++生成的DLL实现相关MPPT算法。

通过在辐照度、温度变化下的PV系统三种MPPT算法功率跟踪效率的仿真结果，分析三种MPPT技术的有效性和优缺点。

分析结论对光伏发电系统选择MPPT算法具有指导意义。

关键词：MPPT；定电压跟踪法；扰动观测法；电导增量法中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）29-0257-03当今世界正迅速地从工业化社会向低碳社会转化，能源利用正向可持续发展方向转变，因此发展绿色能源成为趋势。

太阳能光伏发电由于其可再生性、清洁性等特点，正在发展为全世界绿色能源组成中的重要部分。

最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking，MPPT）技术是光伏发电高效利用的关键技术之一，同时MPPT技术是光伏发电系统中的一个通用综合性技术，涉及光伏阵列建模、优化技术、电力电子变换技术及现代控制技术等。

因此，在光伏发电系统中，普遍采用MPPT技术，以求高效利用太阳能。

1变换器主电路为了便于比较各种MPPT算法的优缺点，本文建立统一的光伏发电系统模型，如图1所示，采用Boost变换器、电阻性负载。

为了便于分析几种MPPT算法最大功率跟踪的效率，Boost变换器中器件均采用理想器件。

2光伏系统的最大功率点跟踪技术2.1定电压跟踪法定电压跟踪（Constant Voltage Tracking，CVT）法是最早出现的光伏功率输出控制算法。

在辐照度大于一定值并且温度变化不大时，光伏电池的输出最大功率时其输出电压在某一值附近，只要控制光伏电池输出电压在该电压处，即可控制太阳能电池板输出最大功率。

光伏发电中MPPT控制算法的专利技术分析光伏发电是一种利用太阳光能发电的技术。

光伏发电中的最大功率点追踪（Maximum Power Point Tracking, MPPT）是提高太阳能电池和带式光伏发电系统效率的关键技术之一。

目前，MPPT控制算法已经取得了很多进展，并在行业中得到了广泛应用。

以下是一些关于MPPT技术的专利技术分析，以及这些技术能够提供的潜在优势。

1. 基于视觉检测的移动太阳能板最大功率点追踪算法专利技术该算法通过对太阳能板反射到视觉系统的光线进行处理，实现了自动识别太阳能板位置和运动的目标。

该技术利用图像处理技术来跟踪太阳能板的位置变化，从而使太阳能板保持在最大功率点。

2. 智能感知网络下的太阳能光电MPPT算法专利技术该技术使用智能感知网络系统来检测太阳光强度和电池片电压，进而预测太阳能光强度变化趋势和电池片工作状态。

该技术通过改变电池片的电流和电压来实现最大功率点追踪，从而提高太阳能电池效率。

3. 基于鲁棒控制的可逆变器MPPT算法专利技术该技术使用鲁棒控制算法来控制可逆变器，改变太阳能电池的输出电压和电流，从而自动实现最大功率点追踪。

该技术具有极高的稳定性和精度，适用于对太阳能电池输出要求较高的场合。

该技术采用基于微处理器的数字信号处理技术，通过对光伏电池的电压和电流进行采样和处理，实现最大功率点追踪。

此外，该技术还可以选择最佳的光伏电池模型，以确保光伏电池的输出能够达到最大功率点。

MPPT控制算法的潜在优势通过采用MPPT控制算法，可以实现光伏发电系统的最大功率点追踪，从而提高太阳能电池效率，增加光伏发电系统的发电量和收益。

此外，MPPT控制算法还可以自动调节光伏发电系统的电流和电压，从而确保光伏电池在不同光照条件下都能输出最大功率点，减少因天气变化引起的系统失效，提高系统的稳定性和可靠性。

总结MPPT控制算法是光伏发电系统的核心技术之一，目前已经有很多成熟的MPPT控制算法技术。

mppt芯片MPPT芯片，全名Maximum Power Point Tracking芯片，是一种用于太阳能发电系统的电力电执行器。

太阳能发电系统是一种利用太阳能转化为电能的装置，其核心部分是太阳能光伏电池板。

当太阳能光线照射在光伏电池板上时，光伏电池板将光能转化为直流电能。

然后，直流电能需要通过逆变器转换为交流电能，以供给家庭或工业用电设备使用。

然而，在使用太阳能发电系统时，一个常见的问题是光伏电池板的输出电压和电流会受到许多因素的影响，如太阳光的强度和角度、光伏电池板的温度等。

这就会导致光伏电池板输出电压和电流的变化，从而影响系统的整体效率和性能。

为了解决这个问题，MPPT芯片应运而生。

MPPT芯片是一种通过最大功率点跟踪技术，确保太阳能光伏电池板输出最大功率的电力电执行器。

MPPT芯片的基本原理是根据太阳能光伏电池板的输出电压和电流变化，调节系统的工作点，使电缆电压和电流达到最大功率点，从而提高系统的整体效率。

MPPT芯片通过对光伏电池板的电压和电流进行连续监测和调整，能在不同的光照条件下，实时跟踪最大功率点。

它通过改变光伏电池板的负载电阻，使其输出功率最大化，并将最大功率点保持在一个稳定状态，以充分利用太阳能电池板的能量。

MPPT芯片的特点是简单、高效和可靠。

它采用先进的数字电路和算法，具有快速响应、高精度和稳定性好的优点。

同时，它能够适应不同的光照条件，具有良好的适应性和可扩展性。

现如今，随着太阳能发电系统的广泛应用，MPPT芯片成为了不可或缺的关键组件。

它不仅能提高太阳能发电系统的效率，还能降低系统的成本和维护费用。

总结起来，MPPT芯片是一种用于太阳能发电系统的电力电执行器，通过最大功率点跟踪技术，实时调整光伏电池板的工作点，从而提高系统的整体效率和性能。

它具有简单、高效和可靠的特点，是太阳能发电系统中不可或缺的关键组件。

两大常见太阳能MPPT算法优缺点介绍
详细对太阳能光伏阵列发电比较熟悉的朋友，对于MPPT这个概念一定不陌生。

所谓MPPT，是最大功率点的简称，在太阳能光伏阵列的输出过程中，会受到阵列和环境、温度等因素的影响。

因此只有在达到某一输出电压值时，才能够达到输出的最大值，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，这就是MPPT。

本文将针对目前比较常见的集中MPPT
算法进行介绍，并针对其优缺点进行分析。

 MPPT的工作原理为，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，然后根据最大功率点跟踪策略寻找最大功率点的位置。

 恒定电压控制法CVT
 在太阳能电池温度变化不大时，太阳能电池的输出P—V曲线上的最大功
率点几乎分布于一条垂直直线的两侧。

因此，若能将太阳能电池输出电压控制在其最大功率点时的电压处，这时太阳能电池将工作在最大功率点。

 CVT控制具有以下优点
 控制简单，控制易实现；
 系统不会出现因控制电压给定剧烈变化而引起振荡，具有良好的稳定性； CVT控制具有以下缺点：
 控制精度差，系统最大功率的跟踪的精度取决于给定电压值选择的合理性；
 控制的适应性差，当系统外界环境，如太阳辐射强度，太阳能电池板温度发生改变时系统难以进行准确的最大功率点跟踪；。

基于matlab光伏发电系统的MPPT控制与仿真
郭海霞;石明垒;李娟
【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(033)001
【摘要】结合光伏电池常用的等效电路和太阳能电池的数学模型,基于
Matlab/Simulink建立了光伏电池的仿真模型,得到光伏电池的P-U曲线,并对仿真结果进行了分析.与传统的光伏电池模型相比,本文考虑了环境温度与电池温度之间的关系,使得光伏电池的仿真结果能反映实际环境与电池温度的变化；提出了改进扰动观察的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,并建立了带有MPPT控制功能的光伏发电系统仿真模型,仿真结果表明,该系统能较好地实现最大功率点的跟踪,提高了光伏电池的发电效率.
【总页数】7页(P76-81,92)
【作者】郭海霞;石明垒;李娟
【作者单位】山西农业大学工学院,山西太谷030801;山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061
【正文语种】中文
【中图分类】TM615;TM743;TP399
【相关文献】
1.基于PSCAD的光伏发电系统MPPT控制仿真研究 [J], 赵峰印;卢正通;刘建航
2.基于Boost电路的光伏发电MPPT控制系统仿真研究 [J], 胡长武;李宝国;王兰
梦;滕宁宁
3.基于MATLAB的光伏发电系统MPPT控制研究 [J], 韩荣花
4.基于模糊控制MPPT的单相光伏发电系统的仿真研究 [J],
5.光伏发电系统的MPPT优化控制与仿真研究 [J], 孟超;赵咪;周伟绩
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mppt开源设计方案MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪）是一种用于太阳能电池板的电力转换技术，通过跟踪太阳能电池板的最大功率点，最大化电能转换效率。

MPPT技术在太阳能发电系统中非常重要，可以提高系统的电能利用率，减少功率损耗。

目前市场上存在一些商用的MPPT控制器，但这些产品通常价格昂贵，并且缺乏透明度和可自定义性。

因此，开放源码的MPPT设计方案成为了许多太阳能爱好者和专业人士的关注焦点。

以下是一个开源MPPT设计方案的概述：硬件设计方案：1. 电路设计：MPPT控制器的核心是一个微处理器，可以使用一些常见的开源硬件平台，如Arduino或Raspberry Pi。

电路还包括功率传感器、电流传感器和电池阻抗检测电路等。

2. 能量转换电路：MPPT控制器负责调整太阳能电池板的工作点，以最大化电能转换效率。

为了实现这一点，需要设计一个能够将太阳能电池板输出的直流电转换成适合电池充电的交流电的电路。

软件设计方案：1. MPPT算法：MPPT控制器需要实现一个最大功率点追踪算法，该算法通过监测太阳能电池板的电压和电流，定期调整工作点来实现最大功率输出。

2. 界面设计：MPPT控制器通常需要一个用户界面，方便用户监测系统状态和参数。

可以设计一个简单的LCD显示界面，或者创建一个基于Web的用户界面，以便用户可以通过计算机或手机管理MPPT控制器。

开源MPPT设计方案的优势：1. 降低成本：采用开源设计方案，可以避免商业产品的高昂价格，降低太阳能发电系统的成本。

2. 可配置性：开源MPPT设计方案可以根据用户的需求进行个性化配置，满足不同应用场景的要求。

3. 提升学习机会：开源MPPT设计方案为太阳能发电系统的爱好者和学习者提供了学习、实践和创新的机会。

需要注意的是，虽然开源MPPT设计方案提供了低成本和个性化配置的优势，但在实际应用中，还需要对硬件和软件进行测试和验证，以确保系统的可靠性和稳定性。

mppt控制原理MPPT（Maximum Power Point Tracking）控制原理是太阳能光伏发电系统中非常重要的一个部分。

它的作用是通过追踪太阳能电池组的最大功率点，从而确保系统能够以最高效率转换太阳能为电能。

在太阳能发电系统中，MPPT控制器的性能直接影响着系统的整体效率和稳定性。

因此，深入理解MPPT控制原理对于太阳能发电系统的设计和运行至关重要。

MPPT控制原理的核心在于追踪太阳能电池组的最大功率点。

太阳能电池组的输出功率受到多种因素的影响，包括光照强度、温度、阻抗等。

而这些因素会导致太阳能电池组的最大功率点随时发生变化。

因此，MPPT控制器需要能够实时监测太阳能电池组的工作状态，并调整工作点以确保系统能够以最佳状态运行。

在实际的MPPT控制原理中，常见的方法包括，Perturb and Observe（P&O）法、Incremental Conductance（IC）法、模糊控制法等。

P&O法是一种简单且广泛应用的方法，其原理是通过微小扰动当前工作点的电压或电流，观察功率变化的方向，从而逐步逼近最大功率点。

而IC法则是基于对电池组输出功率和电压、电流变化率的监测和比较，来实现最大功率点的追踪。

而模糊控制法则是利用模糊逻辑来处理太阳能电池组工作状态的模糊性，从而实现最大功率点的跟踪。

无论采用何种方法，MPPT控制器的设计都需要考虑到系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力等因素。

同时，考虑到太阳能发电系统的工作环境通常复杂多变，MPPT控制器还需要具备一定的自适应能力，以应对各种突发情况和环境变化。

除了传统的硬件实现方式，近年来，随着数字信号处理技术和嵌入式系统的发展，基于微控制器或数字信号处理器的软件实现MPPT控制器也逐渐成为了一种趋势。

软件实现的MPPT控制器具有灵活性高、易于调试和升级等优点，但也需要考虑到系统的实时性和稳定性等问题。

总的来说，MPPT控制原理是太阳能光伏发电系统中至关重要的一个环节。

基于新型能源光伏发电相关概念与数学模型概述随着环保理念日益普及，新型能源光伏发电逐渐成为人们关注的焦点。

光伏发电是指利用半导体材料的光催化特性将阳光转化为电能的过程。

在光伏发电过程中，太阳辐射能被光伏电池的半导体材料吸收，产生电子-空穴对，进而产生电能输出。

目前，光伏发电技术已经得到广泛应用，如家用太阳能发电系统、工业用光伏电站等。

在光伏发电领域，我们需要掌握一些相关概念与数学模型：一、光伏效率光伏效率是指单位面积光伏电池组件在标准测试条件下，将太阳辐射能转化为电能的百分比。

该概念是衡量光伏电池性能的重要指标，光伏电池的效率越高，其能量转化效率就越高。

二、光伏电池公式光伏电池公式指的是光伏电池输出电流与输入光照强度之间的关系式。

具体而言，根据光伏电池的特性，我们可以列出如下公式：I = Iph - I0 (exp(qV/kT) - 1)，其中Iph为光伏电池短路电流，I0为电池暗电流，q为电子电量，V为电压，k为玻尔兹曼常数，T为温度。

三、工作点工作点是指在特定光照条件下，光伏电池输出电压与输出电流的交点。

在工作点处，光伏电池的输出功率达到最大，这也是光伏发电效率最高的状态。

四、MPPTMPPT全称为最大功率点跟踪，是一种通过调整光伏电池输出电压和电流，使其工作在最大功率点的技术。

MPPT可以提高光伏电池的能量转化效率，从而提高光伏发电的效率和经济性。

五、光伏电池系统模型光伏电池系统模型是指将光伏电池、电子元件和电路系统等综合考虑后建立的数学模型。

该模型可以用来描述光伏发电系统的性能及其与外部环境因素的关系，对光伏电池的设计和优化具有重要作用。

总之，光伏发电技术是一种环保、经济高效的新型能源，未来有着广阔的应用前景。

同时，我们需要掌握各种相关概念和数学模型，以更好地理解光伏发电技术的基本原理和实现方式。