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太阳能光伏发电系统中最大功率峰值跟踪对效率的影响

发表于：2012-04-24 17:04:58

来源：shine Magazine作者：lele

太阳能光伏发电系统中最大功率峰值跟踪对效率的影响

输入的直流功率取决逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的哪一个点上。理想状态下，逆变器应工作在光伏阵列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一整天内是不同的，主要是由于环境的作用，如太阳光的辐射和温度，但逆变器通过一个具有最大功率峰值跟踪的运算器来直接与光伏阵列相连，达到能量转移的最大化。下图给出一个具体的例子。

最大功率峰值跟踪的最大效率ηMPPT，可以定义为在定义的一段时间内逆变器从太阳能阵列获得的能量与理想状态下的最大功率峰值跟踪从太阳能阵列获得的能量的比率。下面是一个公式表达法：

其中PDC 是直流输入到逆变器的功率，Pm 是最大功率峰值。

许多最大功率峰值跟踪的运算法已被提议，建立在不同的基础上，在其他一些参数中，增量电导、寄生电容、恒定电压、电压的温度修正和模糊逻辑控制。

然而以“微扰观察法”为基础的运算法因为其简单的运行而成为最常见的用法。这种运算法是建立在光伏阵列运行电压的微扰而引起的小的电压增量，ΔV，在一段时间后引起的功率的改变，ΔP,我们对它进行测量。如果ΔP是正的，那么下一个电压微扰增量也是正的。如果ΔP是负的，那么下一个电压微扰增量也是负的。尽管如此，这种运算还是有些局限的地方，这将使最大功率峰值跟踪的效率在某些特定条件下有所降低。譬如，在非常低的太阳光辐射下，例如，日出和日落的时候，功率曲线变得非常平滑，这就使得找到最大功率峰值变得非常困难。另外一个因素也使得找到真正得功率峰值点变得不可能，那是因为逆变器的ΔP在这一点附近振荡。在太阳光辐射急剧改变的情况下，跟踪运算也可能会变得捉摸不定。部分遮影可以影响最大功率峰值跟踪的运行，但这个问题是可以克服的，可以用微扰的不同次数，正如在一段时间的功率变化函数，也可用间隔电压微扰来解决这个问题。

太阳能光伏发电系统中各种逆变器不同的MPP跟踪效率

对于逆变器的ηMPPT的实验数据表明，典型的效率在80%~90%之间，如图A所示。对于不同的产品和不同的厂家，在现场直流到交流的转换效率没有很大的不同，这就是MPP跟踪的情况。对于大多数的受测逆变器，应该改善在低太阳辐射时的效率（日出和日落），这对于逆变器来说很难找到MPP电压的最佳值。这可以从图B中看出系统的运行和MPP电压。在有些情况下，这可以通过将宽的跟踪电压范围改到窄的范围来改善，这就接近了可能的MPP电压变化，将它作为安装的光伏阵列的结构函数。这只可能在那些可以通过控制和监控软件来改动系统内部默认值的逆变器上进行。不管怎样，对于一个现场来选择一个合适的逆变器是必须谨慎的。

关键词：光伏发电跟踪效率峰值

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