光伏系統(tǒng)中最大功率跟蹤的研究

2．2 True MPPT(TMPPT)

鑒于CVT方式的局限性，它只能是一定溫度條件下的最大功率跟蹤，在不同溫度條件下仍有功率損失。真正的MPPT是指系統(tǒng)在任何溫度和日照條件下都能跟蹤太陽(yáng)電池的最大功率。目前，最常用的控制方法主要是擾動(dòng)觀察法和電導(dǎo)增量法。

擾動(dòng)觀察法由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，是最常用的方法。它通過(guò)對(duì)太陽(yáng)電池輸出電壓、電流的檢測(cè)，得到電池當(dāng)前的輸出功率，再將它與前一時(shí)刻的記憶功率相比較，從而確定給定參考電壓調(diào)整的方向。若Δp>0，說(shuō)明參考電壓調(diào)整的方向正確，可以繼續(xù)按原來(lái)的方向調(diào)整；若Δp0，說(shuō)明參考電壓調(diào)整的方向錯(cuò)誤，需要改變調(diào)整的方向。當(dāng)給定參考電壓增大時(shí)，若輸出功率也增大，則工作點(diǎn)位于圖4中最大功率點(diǎn)p_max左側(cè)，需繼續(xù)增大參考電壓；若輸出功率減小，則工作點(diǎn)位于最大功率點(diǎn)p_max右側(cè)，需要減小參考電壓。當(dāng)給定參考電壓減小時(shí)，若輸出功率也減小，則工作點(diǎn)位于p_max的左側(cè)，需增大參考電壓；若輸出功率增大，則工作點(diǎn)位于p_max的右側(cè)，需繼續(xù)減小參考電壓。

圖4 p－u特性曲線

給定參考電壓變化的過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)功率尋優(yōu)的過(guò)程。由于在尋優(yōu)過(guò)程中不斷地調(diào)整參考電壓，因此，太陽(yáng)電池的工作點(diǎn)始終在最大功率點(diǎn)附近振蕩，無(wú)法穩(wěn)定工作在最大功率點(diǎn)上。同時(shí)，當(dāng)日照強(qiáng)度快速變化時(shí)，參考電壓調(diào)整方向可能發(fā)生錯(cuò)誤。

電導(dǎo)增量法的原理是：在最大功率點(diǎn)處，有dp/du=0，即滿足di/du=－i/u。理論上它比擾動(dòng)觀察法好，能適應(yīng)日照強(qiáng)度快速變化，但由于傳感器的精密度等因素，電導(dǎo)增量法往往難以實(shí)現(xiàn)。

由于太陽(yáng)電池特性的i=f（u）關(guān)系是一個(gè)單值函數(shù)，因此，只要保證太陽(yáng)電池的輸出電壓在任何日照及溫度下都能實(shí)時(shí)地保持為與該條件相對(duì)應(yīng)的Um值，就一定可以保證電池在任何瞬間都輸出其最大功率。

3 MPPT的結(jié)構(gòu)

CVT控制結(jié)構(gòu)如圖5所示,它將太陽(yáng)電池工作電壓作為反饋，達(dá)到穩(wěn)定電池工作點(diǎn)電壓的目的。圖中i=f₁(u)與負(fù)載特性有關(guān)。

圖5 CVT控制框圖