【深度解析】光伏逆變器MPPT的作用、原理及算法

　　MPPT是逆變器非常核心的技術(shù)，MPPT電壓在進(jìn)行光伏電站設(shè)計時一項非常關(guān)鍵的參數(shù)。

　　一、什么是MPPT？

　　（單塊光伏組件的I-V、P-V曲線）

　　上圖中，光伏組件的輸出電壓和電流遵循I-V曲線(綠色)、P-V曲線(藍(lán)色)，如果希望逆變器輸出的功率最大，就需要直流電壓運(yùn)行在紅點(diǎn)所在的最大點(diǎn)，這個點(diǎn)就是最大功率點(diǎn)。假如最大功率點(diǎn)是550V，550V時功率是200W。此時，運(yùn)行在520V時的功率約為190W，580V時約為185W，都沒有550V時的功率大。逆變器如果跟蹤不到550V，就損失了發(fā)電量，但不會對系統(tǒng)產(chǎn)生其他影響。

　　那為什么還要不斷跟蹤呢？因?yàn)檫@個曲線隨著光照強(qiáng)度、溫度和遮擋的不同在變化著，最大功率點(diǎn)也就在變化了，可能早上最大功率點(diǎn)電壓是560V，中午是520V，下午是550V，所以逆變器需要不斷地尋找這個最大功率點(diǎn)，也就是最大功率點(diǎn)跟蹤了，這樣才能保證全天的電池板能量都能最大化地輸出出來，不浪費(fèi)太陽能資源。

　　在了解上述基本知識的基礎(chǔ)之上，我們再來聊一聊MPPT。

　　MPPT，即MaximumPowerPointTracking的簡稱，中文為“最大功率點(diǎn)跟蹤”，它是指逆變器根據(jù)外界不同的環(huán)境溫度、光照強(qiáng)度等特性來調(diào)節(jié)光伏陣列的輸出功率，使得光伏陣列始終輸出最大功率。

　　MPPT的作用是什么？

　　由于太陽能電池收到光強(qiáng)以及環(huán)境等外界因素的影響，其輸出功率是變化的，光強(qiáng)發(fā)出的電就多，帶MPPT最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(yùn)行在最大功率點(diǎn)。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。

　　舉個例子，假設(shè)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(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)回路上的電阻，以改變組件輸出電壓，同時改變輸出電流，一直到輸出功率最大(假設(shè)是550V最大)，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。

　　二、單個光伏組件的MPPT的影響因素

　　一般來說，輻照度、溫度變化對輸出功率的影響，最直接就體現(xiàn)在MPPT上，也就是說輻照度和溫度是影響MPPT的重要因素。

　　輻照度降低，光伏組件的輸出功率會降低；溫度升高，光伏組件的輸出功率會降低；

　　1、輻照度對MPPT的影響

　?。ㄝ椪斩茸兓瘜夥M件輸出功率的影響）

　　逆變器進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）就是要找到上圖中，功率最大的點(diǎn)。從上圖可以看出，當(dāng)輻照度下降的時候，最大功率點(diǎn)幾乎是成比例降低的，如下表所示。

　　由上表可以看出輻照度成比例下降時，MPPT電壓略微下降；由于P=IU，輻照度下降時，P成比例下降，而U略微下降，因此電流I應(yīng)該是成比例下降的。

　　2、溫度對MPPT的影響

　?。囟茸兓瘜M件輸出功率的影響）

　　從上圖可以看出，當(dāng)溫度變化時，最大功率按照溫度系數(shù)的比例逐漸下降，如下表所示。

　　由此可見電流主要受輻照度的大，電壓主要受溫度的影響。