最大功率点跟踪(MPPT)基本原理

光伏逆变器功率调节原理
光伏逆变器功率调节是为了保证光伏发电系统的输出功率始终与负载需求匹配。

光伏逆变器的功率调节原理一般有以下几种：
1. MPPT原理（最大功率点跟踪）：光伏电池阵列的输出功率
与太阳辐照度和温度有关，而光伏逆变器的任务是实时追踪当前的最大功率点，使得光伏电池阵列能够以最佳工作状态输出功率。

光伏逆变器通过不断调整电压或电流的输出来实现最大功率点的追踪。

2. 电压控制：光伏逆变器中一般会设置一定的输出电压范围，当负载需要不同功率时，逆变器会根据负载要求调整输出电压来实现功率调节。

3. 频率控制：有些光伏逆变器可以通过调整输出电压的频率来实现功率调节。

通过改变输出电压的频率，可以调整逆变器输出的功率。

4. 即时响应技术：光伏逆变器需要具备快速的响应能力，能迅速根据负载要求调整输出功率。

一些先进的逆变器会采用即时响应技术，通过实时检测负载需求，迅速调整输出电压或频率，以确保稳定的输出功率。

以上是一些常见的光伏逆变器功率调节原理，不同的逆变器厂家和型号可能会采用不同的调节策略，但核心目标都是确保光伏发电系统的输出功率始终与负载需求匹配。

关于MPPT的工作原理摘要MPPT即“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）的简称，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。

其功能为，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（最大功率），使系统得以最高的效率对蓄电池充电。

关于最大功率点MPP，太阳能光伏阵列的输出特性具有非线性的特点，并且输出受太阳幅照度，环境温度和负载影响，只有在某一输出电压值时，光伏阵列的输出功率才能达到最大值，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。

MPPT-最大功率点追踪的工作原理: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。

MPPT的简单模型如下：（个人认为，其最简原理和我们求电池最大输出效率模型相似，即寻找与内阻相等的负载点功率）图1 MPPT原理的最简等效模型RS为太阳能电池板的等效输出电阻，RL为MPPT端的等效负载电阻。

当外界条件变化时，RS也跟着变化了，这是为了满足最大的功率输出，通过调整MPPT端的负载电阻与之匹配，当RS = RL时，功率输出最大，也就是我们说的MPP点。

RL实时跟随RS变化的方法叫做MPPT算法。

带MPPT的逆变器原理框图：图2 逆变器中MPPT原理框图目前国在用的几种MPPT方法有：扰动观察法、电导增量法、恒定电压法、短路电流法、实际测量法、直线近似法、间隙扫描法。

前三者为目前最常用的方法，以下就三种方法详细说明：一、扰动观察法扰动观察法的原理为：由于太阳能电池的P-V曲线我们是可以从实时功率系统中得到，当太阳能电池的工作在最大功率点的左侧时，dP／dV>0（斜率）；而在最大功率点的右侧时，dP／dV<0；在最大功率点时，dP／dV=0。

文章编号:025420096(2006)1020997205最大功率点跟踪原理及实现方法的研究 收稿日期:2005205213 基金项目:“十五”国家重大科技攻关项目(2002BA901A44)赵庚申,王庆章,许盛之(南开大学光电子研究所,天津市300071)摘　要:对最大功率跟踪控制中DC 2DC 变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC 2DC 转换电路测量和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;同时提出了实现最大功率跟踪的控制方法,并通过实测结果说明最大功率跟踪系统的效果。

关键词:光伏系统;DC 2DC 变换器;最大功率点跟踪中图分类号:TK 51314 文献标识码:B0　引　言光伏系统工作时,太阳电池在一定的温度和日照强度下具有唯一的最大功率点,当太阳电池工作在该点时能输出当前温度和日照条件下的最大功率。

但由于太阳电池的输出特性受负荷状态、日照量、环境温度等因素的影响,太阳电池阵列的电压和电流均发生很大的变化,从而使输出功率不稳定,即最大功率点时刻在变化,导致光伏系统效率降低。

另外,由于太阳电池的输出特性是复杂的非线性形式,难以确定其数学模型,所以无法用解析法求取最大功率。

因此如何进一步提高太阳电池的转换效率,充分利用光伏阵列所转换的能量,一直是太阳能光伏发电系统研究的重要方向。

为了充分利用太阳能以获取最大功率输出,必须跟踪、控制太阳电池的最大功率点,最大限度地利用太阳能。

1　太阳电池的最大功率点跟踪原理和控制方法[1]在光伏系统中一般要求太阳电池始终输出最大功率,即系统要能跟踪太阳电池输出的最大功率点。

图1为太阳电池阵列的输出功率特性P 2V 曲线。

由图可知,当太阳电池工作电压小于最大功率点电压U max 时,输出功率随太阳电池端电压V 上升而增加;工作电压大于最大功率点电压U max 时,输出功率随V 上升而减少。

实现最大功率点跟踪实质上是一个自寻优过程,即通过控制太阳电池端电压V ,使电池能在各种不同的日照和温度环境下智能化地输出最大功率,不断获得最大功率输出,这就是太阳电池的最大功率跟踪。

mppt工作原理MPPT工作原理。

MPPT（Maximum Power Point Tracking）是太阳能光伏系统中的关键技术，其作用是确保光伏组件输出功率达到最大值。

在光照条件不断变化的情况下，MPPT 控制器能够实时调整光伏组件的工作点，以最大化光伏系统的能量转换效率。

本文将介绍MPPT的工作原理及其在光伏系统中的应用。

MPPT控制器的工作原理主要基于光伏组件的伏安特性曲线。

在不同的光照条件下，光伏组件的伏安特性曲线会发生变化，而曲线上的最大功率点（MPP）也随之变化。

MPPT控制器通过对光伏组件进行实时的电压、电流调节，使其工作在MPP附近，从而实现最大功率输出。

常见的MPPT控制器工作原理分为脉冲宽度调制（PWM）和电压频率调制（VFM）两种。

PWM控制器通过调节光伏组件的工作电压来实现MPPT，而VFM控制器则是通过调节光伏组件的工作电流来实现MPPT。

不同的控制器在实现MPPT的过程中，会采用不同的算法和控制策略，以适应不同光照条件下的光伏系统。

在实际的光伏系统中，MPPT控制器通常与光伏组件和逆变器相结合，构成一个完整的光伏发电系统。

光伏组件将太阳能转化为直流电能，而MPPT控制器则确保光伏组件输出最大功率，逆变器则将直流电能转化为交流电能供电网使用。

这种组合形式能够最大程度地提高光伏系统的能量转换效率，降低光伏发电成本。

除了提高光伏系统的能量转换效率外，MPPT控制器还具有一些其他功能。

例如，它可以对光伏组件进行实时监测和故障诊断，及时发现并处理光伏组件的异常情况，保障光伏系统的安全稳定运行。

此外，MPPT控制器还可以通过通信接口与监控系统相连，实现对光伏系统的远程监控和管理，提高光伏系统的智能化水平。

总之，MPPT控制器作为光伏系统中的关键部件，其工作原理是通过实时调节光伏组件的工作点，使其输出功率达到最大值。

在光照条件不断变化的情况下，MPPT控制器能够有效提高光伏系统的能量转换效率，降低光伏发电成本，实现对光伏系统的智能化管理。

MPPT控制器简介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。

MPPT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)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。

应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。

最大功点跟踪系统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，不产生环境污染。

原理: 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。

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。

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，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MPPT控制器主要功能：检测主回路直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪。

mppt原理
mppt原理是：当光伏电池阵列与负载通过DC/DC电路连接，最大功率跟踪装置不断检测光伏阵列的电流电压变化，并根据其变化对DC/DC变换器的PWM驱动信号占空比进行调节。

对于线性电路来说，当负载电阻等于电源的内阻时，电源即有最大功率输出。

虽然光伏电池和DC/DC转换电路都是强非线性的，然而在极短的时间内，可以认为是线性电路。

因此，只要调节DC-DC转换电路的等效电阻使它始终等于光伏电池的内阻，就可以实现光伏电池的最大输出，也就实现了光伏电池的MPPT。

MPPT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)，使系统以最大功率输出对蓄电池充电。

应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统的大脑。

目前业内已经认识到了逆变器多MPPT通道的重要性，多MPPT的组串式逆变器已经被广泛的认可。

对MPPT和孤岛检测设备的要求一、概述n在光伏逆变电源的研发过程中，有多个关键技术点都是容易算法实现但难于验证，例如MPPT和孤岛。

n为了验证算法有效性和可靠性，通常需要外部的辅助设备进行测试。

MPPT什么是最大功率点MPPn太阳能光伏阵列的输出特性具有非线性的特点，并且输出受太阳幅照度，环境温度和负载影响，只有在某一输出电压值时，光伏阵列的输出功率才能达到最大值，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，称之为最大功率点（MPP-maximum power point）。

为了有效的利用光伏电池，对光伏发电进行最大功率点的跟踪就显得尤为重要。

MPPT-最大功率点追踪n 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。

最大功率点的追踪算法一般采用搜索算法追踪最大功率点，通过直接测量得到的电信号判断最大功率点的位置，从而进行追踪。

包括：n扰动观察法--通过不断扰动太阳能光伏系统的工作点来许找最大功率点的方向，先扰动输出电压值然后测量其功率变化，与扰动前的功率相比，如果功率值增加，则表示扰动方向正确，否则则重新设置扰动电压值。

n增量电导法--dP/dV=0 时为最大功率点n恒定电压法—Vmpp/Voc=常数n短路电流法—Impp/Isc=0.91n扰动观察法的改进自适应算法—传统的扰动观察法容易使系统产生振荡，难以选择合适的步长来进行扰动，步长小跟踪时间长影响系统的动态响应特性，步长过大输出功率波动变大，稳态误差变大，所以通过加入步长自动在线调整器来保证系统的动，稳态性能。

太阳能电池阵的特性n太阳能电池阵的输出特性与标准直流电源输出特性的不同之处在于，太阳能电池的输出曲线是圆滑的曲线，而标准电源输出曲线是矩形。

MPPT知识和算法详解MPPT•MPPT是Maximum Power Point Tracking（最大功率点跟踪）的简称，MPPT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。

应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统中非常重要的组件。

MPPT的概述•最大功点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)系统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，不产生环境污染。

光伏电池的输出功率与MPPT控制器的工作电压有关，只有工作在最合适的电压下，它的输出功率才会有个唯一的最大值。

日照强度为1000W/下，U=24V,I=1A；U=30V,I=0.9A；U=36V,I=0.7A；可见30的电压下输出功率最大。

MPPT的原理•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。

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，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。