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MPPT在5kW光伏逆变系统中的应用与研究的开题报告1.选题背景：随着太阳能光伏行业的迅速发展和技术的不断进步，光伏逆变器的性能和效率越来越成为人们关注的焦点。
在光伏电站系统中，最重要的部分是光伏逆变器。
光伏逆变器对于光伏电池的输出电压和电流进行精密控制，使其输出直流电压符合电网要求的交流电压，并且具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，以实现最佳的能量转换效率。
因此，本文针对MPPT在5kW光伏逆变系统中的应用与研究进行深入探讨。
2.研究目的：本文的研究目的是：深入研究MPPT在5kW光伏逆变系统中的应用和原理，探究该系统MPPT算法的优化方法和改进方案，以提高光伏电站的能量转换效率和输出功率。
3.研究内容：本文的研究内容主要包括以下方面：（1）5kW光伏逆变系统MPPT算法的原理和基本知识的介绍；（2）目前常用的MPPT算法的分析与比较；（3）MPPT算法的优化方法和改进方案；（4）基于MATLAB的MPPT算法仿真分析；（5）MPPT算法在实际5kW光伏逆变系统中的应用研究；（6）系统的实际测试和数据分析。
4.研究意义：通过本文的研究，可以更加深入地了解MPPT算法的原理和性能，探究其优化方案，提高光伏逆变系统的能量转换效率和输出功率。
同时，可以提高光伏电站的经济效益和应用价值，促进太阳能光伏行业的发展和应用。
5.研究方法：本文采用文献资料法、理论分析法、MATLAB仿真法和实验测试法等方法进行研究。
6.预期成果：本文预期达到如下成果：（1）深入了解MPPT算法的原理和性能；（2）探究MPPT算法的优化方法和改进方案；（3）基于MATLAB的MPPT算法仿真分析；（4）测试并分析5kW光伏逆变系统实际应用中的表现；（5）提高光伏电站的能量转换效率和输出功率，促进太阳能光伏行业的发展和应用。
太阳能发电系统中的MPPT控制策略研究随着人类社会对于环境保护的关注不断提升，可再生能源逐渐成为各国政策和企业发展的重点方向之一。
而太阳能作为最为直接和充足的可再生能源之一，已经在全球范围内得到广泛的应用和推广。
然而，随着技术革新和应用不断深入，太阳能运行系统中也不断暴露出一些问题，其中就包括电池充电效率不高等问题。
为了解决这一问题，MPPT控制策略逐渐成为太阳能发电系统中的研究方向之一。
本文将对太阳能发电系统中的MPPT控制策略进行具体介绍和探讨。
一、太阳能发电系统中的MPPT控制策略概述太阳能发电系统的能量转换通常分为两个步骤: 光电转换和电能调节，而电能调节就是制定合理的控制策略来调整逆变器输出电压和频率，以保持系统稳定工作和提高系统效率。
而MPPT控制策略就是其中重要的一环，主要作用就是根据太阳电池阵列的电压和电流来调整负载的电阻，以确保太阳能电池阵列输出所能达到的最大功率被输出。
实际上，太阳能电池阵列和太阳能发电系统中的光照强度、温度等因素都会影响太阳能电池的输出电压和电流，并进一步影响系统整体的性能。
而MPPT控制策略则是通过不断调整电池阵列的负载电阻值，来寻找当前系统电能输出点的最佳值，以实现最大功率输出。
不仅能够提高系统转换效率，并且还可以提高电池的寿命，考虑到太阳能电池阵列通常价格比较昂贵，因此这种策略在实际运行中有着广泛的应用和推广。
二、太阳能发电系统中的MPPT控制策略实现方法在现实应用中，太阳能发电系统中的MPPT控制策略实现方法多样，以下简要介绍几种常见方法：1. 基于开环器件的MPPT控制方法，其是运用经验公式计算出其最高功率点，然后采用PID控制器来调整光电转换电池负载的阻抗值，以获得满足输出功率最大的点。
2. 基于闭环器件的MPPT控制方法，闭合回路运用了一个反馈电路，将输出功率与参考信号进行比较，经过一个功率放大器的放大之后，输出驱动电容中的电压，从而改变光电转换电池的阻抗值。
光伏发电中MPPT控制方法综述在光伏发电系统里，为了能充分利用光伏发电功率，最大功率点跟踪（MPPT）起着无法替代的作用。
本文将进行具体的分析，以供参考。
标签：光伏发电；MPPT；控制；应用1、前言光伏產业是当今世界上增速最快的行业之一。
为了实现环境和能源的可持续发展，光伏发电已成为很多国家发展新能源的重点，光伏发电将是未来主要的能量来源。
为了充分利用太阳能源，通过最大功率点跟踪（MPPT）的控制方法来使能量最大化以逐渐成为发展趋势。
2、常见的MPPT控制方法2.1 扰动观测法扰动观测法是最大功率跟踪算法中使用最广泛的一种算法，基本思想是：首先增加或减小光伏电池板的输出电压（或电流），然后观测光伏电池输出功率的变化，根据功率变化再连续改变电压（或电流）的幅值，使光伏电池输出功率最终工作于最大功率点。
扰动观察法由于简单易行而被广泛用于MPPT控制中，但随着研究的深入，该方法存在的不足之处逐渐显现出来，即存在震荡和误判的问题。
在实际应用过程中，由于检测精度和计算速度的限制，电压扰动的步长一般是一个定值，在这种情况下，就会产生震荡。
当步长越小时，震荡就越小，跟踪的速度就越慢。
要想达到理想的状态，就要在速度和精度做权衡考虑。
在扰动观察算法运行过程中，当工作电压达到最大功率点附近时，由于步长恒定，有些情况下，工作电压会跨过最大功率点，改变扰动方向后，工作电压再一次反向跨过最大功率点，如此往复循环，即出现了震荡，即扰动观察法的震荡问题。
当日照，温度等外界条件发生变化时，光伏阵列的特性缺陷也会跟着发生变化。
而扰动算法却无法察觉到，算法还认为是在一条曲线上进行扰动观察，此时就会出现扰动方向误判的情况，即扰动观测法的误判问题。
定步长的扰动观测法存在震荡和误判的问题，使系统不能准确的跟踪到最大功率点，造成了能量损失，因此需要对上述定步长的扰动观测法进行改进。
其中，基于变步长的扰动观测法可以在减小震荡的同时，使系统更快的跟踪到最大功率点；基于功率预测的扰动观测法可以解决外部环境剧烈变化时所产生的误判现象；基于滞环比较的扰动观测法在最大功率点跟踪过程中的震荡和误判这两方面均有较好的性能。
光伏汇流箱双路MPPT控制器的研究宋桂英;鲁兵;王国建;张超;袁绍民【摘要】在光伏发电系统中,汇流箱起到了汇集光伏电池电流和进行最大功率点跟踪(MPPT)的功能.设计了一种应用于光伏汇流箱的双路MPPT控制器,每个支路采用双重Boost结构,MPPT控制采取变步长的电阻增量法.对此双路MPPT控制器进行Simulink仿真和实验分析可知,双路双重Boost电路结构能够有效降低输出电流纹波;在光照突变后,采用变步长电阻增量法的MPPT控制器可以使光伏系统快速且稳定地达到新的最大功率点并且确保各个电感电流均流.%In the photovoltaic power generation system,the junction box has the function of collecting the photovoltaic cell current and tracking the maximum power point(MPPT). A dual circuit MPPT controller applied in PV junction box was designed,which used dual boost structure in each branch,the MPPT control used variable step resistance increment method. Simulink simulation and experimental analysis show that the dual boost circuit structure can effectively reduce the output current ripple;after the lightmutation,variable step incremental resistance method adopted in MPPT controller can make photovoltaic cell rapidly and stability to achieve the new maximum power point and can ensure current equalization in the inductances.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2017(047)004【总页数】5页(P67-71)【关键词】光伏发电;双路最大功率点跟踪控制器;电阻增量法;Simulink仿真【作者】宋桂英;鲁兵;王国建;张超;袁绍民【作者单位】河北工业大学电气工程学院,天津 300130;河北工业大学电气工程学院,天津 300130;天津天传新能源电气有限公司,天津 300180;天津天传新能源电气有限公司,天津 300180;天津天传新能源电气有限公司,天津 300180【正文语种】中文【中图分类】TM615光伏电池组件由于安装不匹配，阴影遮挡、地形、方位等问题造成组件（串）失配，传统的汇流箱只有汇流功能［1］，为了使光伏发电系统在各种条件下都能发出最大的功率，需要对汇流箱增加光伏电池MPPT控制器。
光伏发电系统MPPT控制策略研究作者：王坦坦孙树敏万德超赵其浩来源：《山东工业技术》2018年第18期摘要：随着能源枯竭与环境污染问题日益加剧，人们希望用可再生能源来代替常规能源，光伏发电产业得到了快速发展。
作为光伏发电系统的核心技术之一，最大功率点跟踪技术（MPPT）成为人们日益关注的焦点。
本文概述了光伏发电系统MPPT技术的基本理论，研究与分析了光伏系统MPPT影响因素和MPPT技术控制策略。
为进一步研究最大功率点跟踪技术，提高光伏发电系统的工作效率奠定基础。
关键词：光伏阵列；最大功率点跟踪；控制策略DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.18.1831 MPPT技术基本理论MPPT技术是指微控制器能够实时获取太阳能电池板的电压，并追踪到最高电压值，使光伏系统以最高的效率进行光伏发电。
在光伏发电系统中应用最大功率点跟踪技术，可以提高发电效率，更好地满足人们的电能需求。
光伏电池板的U-I和U-P特性曲线如图1和图2所示。
由图1和图2可以看出，温度和照度呈现非线性关系，并且当整个系统处于最大工作效率时，有个特殊的点，即最大功率点。
光伏发电系统在该点时的工作效率将达到最高。
2 光伏系统MPPT影响因素在光伏发电系统中，几乎每一个环节都会涉及对电流和电压的控制。
因此，所选用的电力传感器将影响到光伏发电系统最大功率点跟踪的有效性。
常见的传感器有电流传感器、温度传感器、湿度传感器和电压传感器等。
因为电压传感器具有响应快、线性好和不损失测量能量等优势，所以已经广泛应用于光伏发电系统的逆变装置和电源等领域。
太阳能作为清洁环保的可再生能源，提高其利用效率意义重大，在光伏发电系统中采用合适的传感器非常重要。
由于传感器具有性能稳定、结构简单和实用性强等多个优点，所以其可以有效应用于光伏发电系统。
3 光伏系统MPPT控制策略神经网络控制技术。
神经网络有输入层、隐藏层和输出层三层结构，每层中节点数量各不相同。
光伏MPPT系统电压控制器的优化设计邢珊珊;田素立;王振华;周俊华【摘要】分析了光伏MPPT系统构成及工作原理。
使用基于变步长电压扰动法作为功率/电压寻优控制器。
为实现快速稳定的光伏MPPT响应，重点对光伏输出电压控制器的电压环进行优化设计。
设计了一种光伏MPPT电压复合控制器，采用电压顺馈+PI调节器的方法实现。
通过对光伏输出电压控制器进行数学建模得到电压闭环传递函数。
确定了最佳PI调节器参数以得到快速稳定的MPPT控制。
仿真分析结果以及试验结果表明，此电压复合控制器能够快速、稳定地实现光伏MPPT响应。
%The photovoltaic MPPT system structure and working principleare analyzed. Variable step voltage perturbation method is used asthe power/voltage optimization controller. In order to achieve fast and stable PV MPPT response,this paper focuses on theoptimized design of the voltage-loopofPV output voltage controller.Thevoltage feed-forward compensationplus PI regulator methodis used to design a compositevoltage controller of PV MPPT. Voltage closed-loop transfer function is obtained through the establishment of the PV output voltage controller mathematical model. To get fast and stable MPPT control, the best PI controller parameters are calculated.The simulation results and experimental results indicate that this compound controllerof voltage can quickly achieve a stable photovoltaic MPPT response.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2016(044)012【总页数】5页(P114-118)【关键词】光伏MPPT;电压控制器;数学模型;电压顺馈;PI调节器;优化设计【作者】邢珊珊;田素立;王振华;周俊华【作者单位】许继集团有限公司，河南许昌 461000;许继集团有限公司，河南许昌 461000;许继集团有限公司，河南许昌 461000;许继集团有限公司，河南许昌461000【正文语种】中文光伏电池输出功率随光照、温度等外部条件而时刻变化。
光伏发电充电站的功率调节与平衡方法研究光伏发电充电站是利用光伏发电技术和储能设备实现电能的存储和调节，为清洁能源在交通领域的应用提供了可行性。
然而，在实际应用过程中，由于光照强度、充电需求和储能容量等因素的变化，光伏发电充电站的功率调节和平衡成为一项重要的技术挑战。
本文将探讨光伏发电充电站的功率调节与平衡方法，旨在为该领域的研究和实践提供有益参考。
一、功率调节方法1. 最大功率点跟踪（MPPT）最大功率点跟踪是光伏发电系统中常用的一种功率调节方法，通过调节电压和电流使光伏阵列的输出功率达到最大值。
常见的MPPT技术包括脉宽调制（PWM）和逐步逼近（P&O）算法等，在实际应用中可以根据具体情况选择合适的MPPT方法。
2. 多能源互补控制光伏发电充电站通常还会接入其他能源，如风能、储能等，通过多能源互补控制实现各能源的协调运行。
在充电需求大或光伏发电不足时，可以依靠其他能源进行充电，从而实现功率的平衡调节。
二、功率平衡方法1. 储能设备的有效利用储能设备可以有效调节光伏发电充电站的功率平衡，提高系统的稳定性和可靠性。
通过合理配置储能设备的容量和放电策略，可以实现光伏发电与充电需求之间的平衡，提高系统的自给率和利用率。
2. 智能控制系统智能控制系统是光伏发电充电站功率平衡的关键，通过实时监测和数据分析，调节充电功率和储能放电策略，使系统在不同工况下保持稳定运行。
智能控制系统可以根据光照情况、负荷需求和储能状态等因素进行动态调整，提高系统的适应性和响应速度。
三、结论与展望光伏发电充电站的功率调节与平衡是实现清洁能源在交通领域应用的关键技术之一，不仅能提高系统的能效和经济性，还能减少对传统能源的依赖，降低碳排放和环境污染。
未来，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，光伏发电充电站的功率调节与平衡方法将不断优化和完善，为清洁能源的普及和推广提供更加可靠和高效的解决方案。
通过本文对光伏发电充电站的功率调节与平衡方法的研究，有助于加深对该领域技术的理解和应用，为相关领域的研究者和从业者提供参考和借鉴，促进清洁能源技术在实践中的推广和应用，推动环境保护和可持续发展的进程。
基于太阳光伏发电系统的MPPT优化算法研究随着气候变化问题的日益严重，全球对新能源的需求也越来越高。
太阳能作为最为广泛利用的一种新能源，其在家居、工业、交通等领域都得到了广泛的应用。
而太阳光伏发电系统作为太阳能的主要应用形式，具有运行稳定、环保节能等优点。
然而，太阳光伏发电系统的效率是影响其市场普及和发展的关键因素之一。
针对此问题，MPPT(最大功率点跟踪)优化算法被广泛应用于太阳光伏发电系统中，极大提高了太阳光伏发电系统的效率和应用前景。
一、太阳光伏发电系统太阳光伏发电系统是利用太阳能电池板将太阳能转换为电能的系统。
简单来说，太阳光伏发电系统由太阳能电池板、DC-DC变换器、直流负载等组成。
太阳能电池板将太阳能转换为电能之后，通过DC-DC变换器转换为可以进行商业用途的电能输出。
太阳光伏发电系统可广泛应用于建筑物、交通等各个领域。
二、 MPPT优化算法MPPT(最大功率点跟踪)算法是太阳光伏发电系统中的重要组成部分，可以实现电池系统在任何阳光强度下都能工作在最大功率点的状态。
在实际应用中，由于光照的不稳定性以及季节、天气的变化，太阳光伏发电系统的输出功率也会不断变化，而MPPT算法就是为了保持系统的最大输出功率而设计的。
基本原理MPPT算法的基本原理是通过不断更改负载电流，使得太阳能电池板的输出功率最大，从而跟踪太阳能电池板的最大功率点。
MPPT算法可分为迭代式和非迭代式算法两种，其中非迭代式算法应用较为广泛。
非迭代式算法的基本思想是通过模拟微处理器，实现对太阳能电池板电流和电压的采集，并通过数据处理，实现输出功率最大化。
优点MPPT算法将太阳光伏发电系统的输出功率最大化，大幅提升了其输出效率；同时，MPPT算法应用灵活，能够在各种场合中都进行有效的跟踪和控制，保持太阳能发电系统的最优状态。
此外，MPPT算法可以降低系统的工作温度，延长太阳光伏发电系统的寿命；节省更多的能源，减少二氧化碳的排放，起到了环保节能的作用。
光伏发电系统最大功率点跟踪调节策略设计与实现光伏发电系统已成为当今可再生能源领域中最具发展潜力的技术之一。
然而，在实际应用中，光伏发电系统的效率存在一定的限制，其中一个重要的因素是光伏阵列与负载之间的电力匹配问题。
为了提高光伏发电系统的效率，研究人员提出了一种称为最大功率点跟踪（MPPT）技术的方法，进行光伏阵列与负载之间的电能转换效率优化。
光伏发电系统的最大功率点是指在给定的环境条件下，光伏电池阵列所能输出的最大功率。
而最大功率点跟踪则是通过调节光伏阵列的工作状态，使其实时输出与最大功率点相匹配的电压和电流，从而实现最大功率的获取。
在光伏发电系统中，最常用的MPPT技术包括开环和闭环控制两种方式，分别适用于单一光伏阵列和多光伏阵列系统。
开环控制是指根据光照强度、温度等环境参数，通过数学模型计算出光伏阵列的最大功率点。
闭环控制则是通过反馈控制器来实时监测光伏阵列的输出功率，并动态调节光伏阵列的工作状态，不断迭代寻找最大功率点。
基于开环控制的MPPT方法有很多种，其中最常用的是P&O（Perturb and Observe）算法。
P&O算法通过周期性扰动光伏阵列的工作电压或电流，观察输出功率的变化情况，并根据变化趋势不断调整工作状态，直到找到最大功率点。
该算法简单易实现，但受环境条件变化的影响较大，容易出现震荡现象。
为了克服P&O算法的缺点，研究人员提出了很多改进的MPPT算法，如模型预测控制（MPC）、人工神经网络（ANN）等。
这些算法通过建立更准确的数学模型或使用深度学习技术来预测光伏阵列的最大功率点，从而提高了MPPT的精确性和稳定性。
闭环控制的MPPT方法则是通过反馈控制器来实时调节光伏阵列的工作状态，使其输出功率始终保持在最大功率点附近。
闭环控制器一般包括传感器、执行器和控制算法三个部分。
传感器用于实时监测光伏阵列的工作状态，执行器用于调节阵列的工作状态，控制算法则根据传感器的数据和设定的最大功率点参考值，计算出控制量并输出给执行器。
光伏汇流箱中功率优化器的设计和MPPT控制方法研究Design of power optimizer and study on MPPT control method in PVcombiner box鲁兵黄远洋王卓北京华联电力工程监理有限公司（北京100067）摘要：在光伏系统中，汇流箱起到了汇集光伏阵列输出电流的功能，汇流箱中搭载的功率优化器具有实现光伏电池最大功率点跟踪的功能。
本文设计的光伏汇流箱中每个支路采用双重BOOST结构，MPPT 算法采用变步长电阻增量法。
由Simulink仿真可知，双重BOOST结构能够有效降低汇流箱输出电流纹波，在光照强度突变后，采用变步长电阻增量法的功率优化器可以使光伏系统快速稳定地达到新的最大功率点并且使各个电感电流均流。
关键词：光伏发电；功率优化器；MPPT算法；双重BOOST；Simulink引言太阳能资源丰富、低碳环保，作为清洁的可再生能源，在世界范围内引起广泛重视[1]。
在大型光伏系统中，由于逆变器直流侧电压高，输出功率大，所以应尽量避免光伏阵列同逆变器之间直接连线，同时为了系统的稳定运行，使系统发电效率达到最优，需要在光伏阵列和逆变器之间安装汇流箱[2]。
本文研究的汇流箱，搭载具有MPPT功能的功率优化器，增加了系统的可靠性。
功率优化器是一种基于DC-DC转换电路的调节器[3]，它具有提高光伏阵列发电效率的功能。
功率优化器的结构如图1中虚线框所示。
图1 功率优化器结构在光伏发电现场，由于阴影遮挡和地形方位不同等原因，往往造成光伏阵列失配问题，在大规模光伏发电场所，为汇流箱装配功率优化器可有效解决此问题。
功率优化器对光伏阵列输出的电压、电流信号采集，经过MPPT控制，使光伏阵列不断调整跟踪最大功率点。
功率优化器的关键技术就是MPPT算法。
国内外研究最多的MPPT算法有：定电压跟踪法（CVT）、扰动观测法（P&O）、电导增量法（INC）[4]等，在产品开发过程中如何选择MPPT算法至关重要。
1 光伏电池的数学模型和输出特性本节首先建立了光伏电池的数学模型，得到各项参数之间的数学关系和变化规律，进而得到输出特性曲线。
1.1 光伏电池的数学模型由光生伏特原理，在光照下，光伏电池内部会产生相离运动且生成空穴电子对，从而产生电流[6]。
光伏电池等效电路模型如图2所示。
图中各参数详解见表2.1[7]。
I R L图2 光伏电池等效电路表2.1 光伏电池等效电路参数表结合P-N 结特性方程，并进行两个简化处理：①由于串联电阻R s 很小，进行理想电路计算时可以忽略，因此光生电流可近似等于短路电流，即I ph =I sc。
②由于旁路并联电阻R sh 很大，可达上千欧姆，所以可近似于开路，进行理想电路计算时可省略。
可以得出等效电路的电流、电压特性数学模型：如式(1)、(2)所示。
()⎭⎬⎫⎩⎨⎧-⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=1exp s L oc o ph L AkT R I U q I I I(1) L L L L ph L o exp 1qU P U I U I U I AkT ⎡⎤⎛⎫==-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ (2)上式中，I o 是二极管的总扩散电流；q 是电子电荷（1.6×10-19C ）；k 是玻尔兹曼常数（1.38×10-23J/K ），T 为热力学温度；A 为二极管特性因子；U L 是光伏电池输出端电压；P 为光伏电池输出功率。
1.2 光伏电池输出特性分析光伏电池最主要的电气特性为伏安特性、功率电压特性和功率电流特性。
图3表示在周围气象温度为25℃时，不同光照强度对光伏电池电流—电压特性、功率—电压特性、功率—电流特性的影响。
I /AU /VP /WU /VI /A(a) I-U 特性曲线 (b) P-U 特性曲线 (c) P-I 特性曲线图3 光照强度对光伏电池输出特性的影响可以看出，在不同的光照强度下光伏电池仅存在唯一的最大功率点，为了高效地利用太阳能，需要使光伏电池尽可能多的时间工作在最大功率点或者其附近处，且在环境变化后快速追踪到新的最大功率点，这就需要加入功率优化器来对光伏电池进行最大功率点跟踪控制。
2 功率优化器设计光伏阵列由于安装不匹配、阴影遮挡、地形、方位等问题造成组件（串）失配。
为了使光伏电池在各种条件下都能发出最大的功率，需要对汇流箱搭载带有MPPT 功能的功率优化器。
功率优化器具有升压功能，传统的功率优化器是基于单重BOOST 的电路结构，为了抑制输出纹波需要装备较大的输出电容或者采用较高的开关频率，大电容增加了成本和体积，开关频率过高又会增加开关损耗。
为解决此问题，采用一种双重BOOST 电路结构，能够有效减小输出电流纹波、降低开关频率、减少开关损耗。
2.1 BOOST 变换电路目前在光伏发电领域，使用最多的DC-DC 变换电路主要是BOOST 电路。
BOOST 电路电感电流一直处在连续状态，电感值越大，流过电感的电流纹波越小，这时可以选择很小的电容。
其电路结构如图4所示。
图4 BOOST 变换器电路2.2 双重BOOST 变换电路传统的MPPT 控制器是基于单重BOOST 电路结构，为了抑制输出电流纹波需要较大的平波电容或者采用较高的开关频率，大电容增加了成本和体积，过高开关频率必然会增加发热和开关损耗。
为了解决此问题，构建了双重BOOST 电路拓扑结构[8]，如图5所示。
图5 双重BOOST 电路拓扑单重BOOST 电路中的电感电流和双重BOOST 电路中的电感电流波形如图6所示。
(a) 单重BOOST 电路电感电流 (b) 双重BOOST 电路电感电流 图6 单重/双重BOOST 电路的电感电流图6(a)为单重BOOST 电路，电感电流纹波为[9]：i1U I DT L∆=(3) 式中，L 代表电感；U i 代表输入电压；D 代表占空比；T 代表开关周期。
根据图6(b)，双重BOOST 电路的总电感电流由两个错相位的单重BOOOST 电路电感电流叠加而成。
其电流纹波分为占空比D<0.5和D ≥0.5两种情况讨论。
当占空比D<0.5，在t 0-t 1期间，电流纹波为：()2i o i 11I U DT U U DT L L∆=-- (4)其中io 1U U D =-，代入上式，可得： 2i 1121D I U DT L D-∆=- (5) 同理，当占空比D ≥0.5，电流纹波为：2i 1(2D-1)I U T L∆=(6) 纹波ΔI 2与纹波ΔI 1的比值为：2112 , (0. 5)1I DD I D∆-=<∆- (7) 2121, (0. 5)I D D I D∆-=≥∆ (8)如图7可知，输出电感电流纹波在双重BOOST 电路结构下可以明显减小，特别是在占空比接近50%时，能大大减小电流纹波。
ΔI 2/ΔI图7 双重BOOST 电路、单重BOOST 电路输出电流纹波比值与占空比的关系2.3 双路双重BOOST 变换电路本文研究的智能汇流箱，将多路光伏组件串列进行汇流，每一路组件串列都连接到具有双重BOOST 电路结构的功率优化器上。
提出了一种应用于光伏汇流箱的双路双重BOOST 电路结构，如图8所示，电路中的的两个主回路结构对称，输入独立，输出并联在一起。
控制上有4个PWM 信号，对双路双重BOOST 电路的开关管进行控制，同一路两个PWM 信号相位互错180°，两路4个PWM 信号相位互错90°，当只有一路组件串列进行MPPT 控制时，仍能保证180°的错相位控制。
由上一小节分析可知，双重BOOST 电路的总电感电流纹波是两个单重BOOST 电路电感电流纹波的叠加。
同理，在两路双重BOOST 电路输出电流汇流后，由于相位互错90°，纹波系数将会进一步减小。
此电路结构能够有效降低输出电流纹波，降低开关频率从而降低开关损耗和发热，还可以减小输出平波电容大小。
图8 双路双重BOOST 电路3 最大功率点跟踪算法研究为了在光照强度突变后使光伏电池能快速稳定地达到最大功率点，需要对光伏电池进行最大功率点跟踪控制。
对于双重BOOST 电路而言，继续使用基于光伏电池电压寻优的方法则无法确保各个电感支路均流，所以要采用基于电流寻优的控制方法，在确保实现MPPT 控制的同时各个电感支路均流。
3.1 电导增量法对于单极值的光伏电池P-U 特性曲线来说，寻找最大功率点的实质便是搜索P-U 曲线上导数等于零的横坐标。
电导增量法就是利用曲线的导数特性来完成最大功率点的搜寻，由图9可知光伏电池P-U 特性曲线及d P /d U 的符号变化规律，即在仅存在一个最大功率点的基础上，在此位置的左侧d P /d U 符号为正，在此位置的右侧d P /d U 符号为负，在最大功率点处时d P /d U =0。
4080U /VP /Wm图9 光伏电池的P-U 特性曲线对于光伏电池，P =UI ，则在最大功率点处：0dP dII U dU dU=+= (9)化简得：0dI IdU U += (10)当m U U <时，0dIIdU U +>，系统在最大功率点左侧运行；当m U U >时，0dI IdU U+<，系统在最大功率点右侧运行；当m U U =时，0dI IdU U+=，系统在最大功率点处运行。
电导增量法的控制流程图如图10所示。
图10 电导增量法控制流程图电导增量法基本解决了在最大功率点附近的震荡、功率损失等问题。
对于环境的变化可以准确快速地调整系统输出，匹配最大功率点，平稳地跟踪。
3.2 变步长电阻增量法借鉴电导增量法，本文提出了一种基于电流寻优的MPPT 方法—变步长电阻增量法。
电阻增量法的判断依据为：当前光伏阵列的P -I 曲线（图3-c ）斜率为零时在最大功率点处，为正时在最大功率点左边，为负时在最大功率点右边，即/0 /0 /0 左侧右侧dP dI MPP dP dI MPP dP dI MPP >=<，，，其中d P /d I =U+I d U/d I 。
因此可以通过判断U+I d U/d I 的符号来实现跟踪。
假设在最大功率点处I ref =I mpp ，光伏电池将维持这个点直到输出功率发生变化，接着再通过增大或减小I ref 跟踪新的最大功率点。
变步长电阻增量法的控制流程图如图11所示。
其中：U (k)和I (k)为光伏电池的电压和电流采样值，U (k-1)和I (k-1)为上一个周期的采样值。
I ref 为输出的最大功率点处电流参考值，I step 为最大功率点处电流参考值变化的步长。
鉴于固定步长无法兼顾跟踪速度和稳态误差的缺陷，本文采用变步长方式，变步长电阻增量法原理为：光伏电池实际工作点位置距最大功率点处的远近决定了P-I 曲线的斜率大小，若斜率大则使用大步长跟踪，若斜率小则使用小步长跟踪。
