光伏系统中最大功率跟踪的研究

2．2 True MPPT(TMPPT)

鉴于CVT方式的局限性，它只能是一定温度条件下的最大功率跟踪，在不同温度条件下仍有功率损失。真正的MPPT是指系统在任何温度和日照条件下都能跟踪太阳电池的最大功率。目前，最常用的控制方法主要是扰动观察法和电导增量法。

扰动观察法由于实现简单，是最常用的方法。它通过对太阳电池输出电压、电流的检测，得到电池当前的输出功率，再将它与前一时刻的记忆功率相比较，从而确定给定参考电压调整的方向。若Δp>0，说明参考电压调整的方向正确，可以继续按原来的方向调整；若Δp0，说明参考电压调整的方向错误，需要改变调整的方向。当给定参考电压增大时，若输出功率也增大，则工作点位于图4中最大功率点p_max左侧，需继续增大参考电压；若输出功率减小，则工作点位于最大功率点p_max右侧，需要减小参考电压。当给定参考电压减小时，若输出功率也减小，则工作点位于p_max的左侧，需增大参考电压；若输出功率增大，则工作点位于p_max的右侧，需继续减小参考电压。

图4 p－u特性曲线

给定参考电压变化的过程实际上是一个功率寻优的过程。由于在寻优过程中不断地调整参考电压，因此，太阳电池的工作点始终在最大功率点附近振荡，无法稳定工作在最大功率点上。同时，当日照强度快速变化时，参考电压调整方向可能发生错误。

电导增量法的原理是：在最大功率点处，有dp/du=0，即满足di/du=－i/u。理论上它比扰动观察法好，能适应日照强度快速变化，但由于传感器的精密度等因素，电导增量法往往难以实现。

由于太阳电池特性的i=f（u）关系是一个单值函数，因此，只要保证太阳电池的输出电压在任何日照及温度下都能实时地保持为与该条件相对应的Um值，就一定可以保证电池在任何瞬间都输出其最大功率。

3 MPPT的结构

CVT控制结构如图5所示,它将太阳电池工作电压作为反馈，达到稳定电池工作点电压的目的。图中i=f₁(u)与负载特性有关。

图5 CVT控制框图