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DQZHAN技術訊：光伏逆變器MPPT的作用、原理以及算法

MPPT是逆變器非常核心的技術，MPPT電壓在進行光伏電站設計時一項非常關鍵的參數,首先我們來認識一下什么是MPPT:

 MPPT控制器的全稱“*大功率點跟蹤”（Maximum Power Point Tracking）太陽能控制器，是傳統太陽能充放電控制器的升級換代產品。MPPT控制器能夠實時偵測太陽能板的發電電壓，并追蹤*高電壓電流值(VI)，使系統以*大功率輸出對蓄電池充電。應用于太陽能光伏系統中，協調太陽能電池板、蓄電池、負載的工作，是光伏系統的大腦。

*大功率點跟蹤系統是一種通過調節電氣模塊的工作狀態，使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統能夠將太陽能電池板發出的直流電有效地貯存在蓄電池中，可有效地解決常規電網不能覆蓋的偏遠地區及旅游地區的生活和工業用電，不產生環境污染。

MPPT的作用是什么？

由于太陽能電池收到光強以及環境等外界因素的影響，其輸出功率是變化的，光強發出的電就多，帶MPPT*大功率跟蹤的逆變器就是為了充分的利用太陽能電池，使之運行在*大功率點。也就是說在太陽輻射不變的情況下，有MPPT后的輸出功率會比有MPPT前的要高，這就是MPPT的作用所在。

就假設說MPPT還沒開始跟蹤，這時組件輸出電壓是500V，然后MPPT開始跟蹤之后，就開始通過內部的電路結構調節回路上的電阻，以改變組件輸出電壓，同時改變輸出電流，一直到輸出功率*大(假設是550V*大)，此后就不斷得跟蹤，這樣一來也就是說在太陽輻射不變的情況下，組件在550V的輸出電壓情況，輸出功率會比500V時要高，這就是MPPT的作用。

*大功率點跟蹤的原理

隨著電子技術的發展，當前太陽能電池陣列的MPPT控制一般是通過DC/DC變換電路來完成的。其原理框圖如下圖所示。

光伏電池陣列與負載通過DC/DC電路連接，*大功率跟蹤裝置不斷檢測光伏陣列的電流電壓變化，并根據其變化對DC/DC變換器的PWM驅動信號占空比進行調節。

對于線性電路來說，當負載電阻等于電源的內阻時，電源即有*大功率輸出。雖然光伏電池和DC/DC轉換電路都是強非線性的，然而在極短的時間內，可以認為是線性電路。因此，只要調節DC-DC轉換電路的等效電阻使它始終等于光伏電池的內阻，就可以實現光伏電池的*大輸出，也就實現了光伏電池的MPPT。

MPPT的算法

目前，光伏陣列的*大功率點跟蹤(MPPT)技術，國內外已有了一定的研究，發展出各種控制方法常，常用的有一下幾種：恒電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking簡稱CVT)、干擾觀察法(Perturbation And Observationmethod簡稱P&O)、增量電導法(Incremental Conductancemethod簡稱INC)、基于梯度變步長的電導增量法等等。(這些算法只能用在無遮擋的條件下)

1）單峰值功率輸出的MPPT的算法

目前，在無遮擋條件下，光伏陣列的*大功率點跟蹤(MPPT)的控制方法常用的有以下幾種：

恒電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking簡稱CVT)

干擾觀察法(Perturbation And Observationmethod簡稱P&O)

 增量電導法(Incremental Conductancemethod簡稱INC)

基于梯度變步長的電導增量法，等等。

2）多峰值功率輸出MPPT算法

普通的*大功率跟蹤算法，如擾動觀測發和電導增量法在一片云彩的遮擋下就有可能失效，不能實現真正意義的*大功率跟蹤。目前，國際上也有人提出了多峰值的MPPT算法，主要包含如下三種：

結合常規算法的復合MPPT算法

Fibonacci法

短路電流脈沖法

總結：

目前業內已經認識到了逆變器多MPPT通道的重要性，多MPPT的組串逆變器已經被廣泛的認可。