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正弦波逆变器MPPT的原理、作用及算法

如图,光伏组件的输出电压和电流遵从I-V曲线(绿色)、P-V曲线(蓝色),如果期望正弦波逆变器输出的功率最大,就需求直流电压运行在红点地点的最大点,这个点就是最大功率点。假定最大功率点是550V,550V时功率是200W。此刻,运行在520V时的功率约为190W,580V时约为185W,都没有550V时的功率大。正弦波逆变器如果盯梢不到550V,就丢失了发电量,但不会对体系发生其他影响。
正弦波逆变器MPPT的原理、作用及算法

那为什么还要不断盯梢呢?因为这个曲线跟着光照强度、温度和遮挡的不同在改动着,最大功率点也就在改动了,可能早上最大功率点电压是560V,正午是520V,下午是550V,所以正弦波逆变器需求不断地寻找这个最大功率点,也就是最大功率点盯梢了,这样才干确保全天的电池板能量都能最大化地输出出来,不浪费太阳能资源。

在了解上述基本知识的根底之上,我们再来聊一聊MPPT。

什么是MPPT?

MPPT的界说

MPPT,即Maximum Power Point Tracking的简称,中文为“最大功率点盯梢”,它是指正弦波逆变器依据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调理光伏阵列的输出功率,使得光伏阵列一直输出最大功率。

MPPT是正弦波逆变器十分中心的技能,MPPT电压在进行光伏电站设计时一项十分要害的参数。

MPPT的效果

因为太阳能电池收到光强以及环境等外界要素的影响,其输出功率是改动的,光强宣布的电就多,带MPPT最大功率盯梢的正弦波逆变器就是为了充沛的使用太阳能电池,使之运行在最大功率点。也就是说在太阳辐射不变的状况下,有MPPT后的输出功率会比有MPPT前的要高,这就是MPPT的效果地点。
 
举个例子,假定MPPT还没开端盯梢,这时组件输出电压是500V,然后MPPT开端盯梢之后,就开端经过内部的电路结构调理回路上的电阻,以改动组件输出电压,同时改动输出电流,一直到输出功率最大(假定是550V最大),尔后就不断得盯梢,这样一来也就是说在太阳辐射不变的状况下,组件在550V的输出电压状况,输出功率会比500V时要高,这就是MPPT的效果。

单个光伏组件的MPPT的影响要素

一般来说,辐照度、温度改动对输出功率的影响,最直接就体现在MPPT上,也就是说辐照度和温度是影响MPPT的重要要素。

辐照度下降,光伏组件的输出功率会下降;温度升高,光伏组件的输出功率会下降;

辐照度对MPPT的影响

辐照度改动对光伏组件输出功率的影响

正弦波逆变器进行最大功率点盯梢(MPPT)即上图中功率最大的点。从上图能够看出,当辐照度下降的时分,最大功率点几乎是成份额下降的,如下表所示。

辐照度成份额下降时,MPPT电压稍微下降;因为P=IU,辐照度下降时,P成份额下降,而U稍微下降,因而电流I应该是成份额下降的。
正弦波逆变器MPPT的原理、作用及算法

温度对MPPT的影响

温度改动对组件输出功率的影响

从上图能够看出,当温度改动时,最大功率依照温度系数的份额逐步下降,如下表所示。
正弦波逆变器MPPT的原理、作用及算法

由此可见:电流首要受辐照度的影响,电压首要受温度的影响。

光伏发电单元的MPPT及其原理与算法

光伏发电单元的MPPT

上面两张图都是一个光伏组件的MPPT盯梢,而在实践工程中,一个500kW的正弦波逆变器,往往要接80~90个光伏组串。

光伏阵列在使用过程中易受周围环境(如浮云,建筑物,树木遮荫等)和电池板外表的灰尘的搅扰,导致光伏阵列的输出功率减小,输出特性曲线变得复杂。

如果一个电站,某一个组串后边有空调机组;又有一片树叶遮盖了某一块电池片;又有一片树荫遮挡了部分组件。那么不同的组串间必然存在输出功率误差。因而,每个正弦波逆变器接入的光伏组串的输出特性曲线变得复杂,呈多极值点,怎么找到最高的那个点,就需求MPPT了!
正弦波逆变器MPPT的原理、作用及算法

光伏方阵的输出功率曲线

最大功率点盯梢的原理

跟着电子技能的发展,当时太阳能电池阵列的MPPT操控一般是经过DC/DC改换电路来完结的。其原理框图如下图所示。
 
光伏电池阵列与负载经过DC/DC电路连接,最大功率盯梢设备不断检测光伏阵列的电流电压改动,并依据其改动对DC/DC改换器的PWM驱动信号占空比进行调理。
正弦波逆变器MPPT的原理、作用及算法

MPPT体系原理框图

关于线性电路来说,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变换电路都是强非线性的,然而在极短的时间内,能够认为是线性电路。因而,只需调理DC-DC变换电路的等效电阻使它一直等于光伏电池的内阻,就能够完成光伏电池的最大输出,也就完成了光伏电池的MPPT。

MPPT的算法
现在,光伏阵列的最大功率点盯梢(MPPT)技能,国内外已有了一定的研讨,发展出各种操控办法常,常用的有一下几种:恒电压盯梢法(Constant Voltage Tracking 简称CVT)、搅扰观察法(Perturbation And Observation method简称P&O)、增量电导法(Incremental Conductance method简称INC)、根据梯度变步长的电导增量法等等。(这些算法只能用在无遮挡的条件下)

1)单峰值功率输出的MPPT的算法
现在,在无遮挡条件下,光伏阵列的最大功率点盯梢(MPPT)的操控办法常用的有以下几种:
恒电压盯梢法(Constant Voltage Tracking 简称CVT)
搅扰观察法(Perturbation And Observation method简称P&O)
增量电导法(Incremental Conductance method简称INC)
根据梯度变步长的电导增量法,等等。
 
2)多峰值功率输出MPPT算法
一般的最大功率盯梢算法,如扰动观测发和电导增量法在一片云彩的遮挡下就有可能失效,不能完成真实含义的最大功率盯梢。现在,国际上也有人提出了多峰值的MPPT算法,首要包括如下三种:
结合惯例算法的复合 MPPT 算法
Fibonacci 法
短路电流脉冲法

总结
现在业内现已知道到了正弦波逆变器多MPPT通道的重要性,多MPPT的组串正弦波逆变器现已被广泛的认可,其精准的算法也逐步被推广。

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