在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,如何提高系統(tǒng)的整體效率,一個重要的途徑就是實(shí)時調(diào)整光伏電池的工作點(diǎn),使之始終工作在最大功率點(diǎn)附近,這一過程就稱之為最大功率點(diǎn)跟蹤(maximum power point tracking, MPPT)。
一、MPPT基本原理
理論上講,只要將光伏電池與負(fù)載完全匹配、直接耦合(如負(fù)載為被充電的蓄電池),負(fù)載的伏安特性曲線與最大功率點(diǎn)軌跡曲線即可重合或漸進(jìn)重合,使光伏電池處于高效輸出狀態(tài)。但在日常應(yīng)用中,很難滿足負(fù)載與光伏電池的直接耦合條件。因此,要提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體效率,一個重要的途徑就是實(shí)時變更系統(tǒng)負(fù)載特性,即調(diào)整光伏電池的工作點(diǎn),使之能在不同的日照和溫度下始終讓光伏電池工作在最大功率點(diǎn)附近,這一跟蹤過程就稱為最大功率點(diǎn)跟蹤,如圖 1所示為MPPT基本原理圖。
圖 1 MPPT原理圖
最大功率點(diǎn)A1→最大功率點(diǎn)B1(條件:將系統(tǒng)負(fù)載特性由負(fù)載1改為負(fù)載2)
最大功率點(diǎn)B1→最大功率點(diǎn)A1(條件:將系統(tǒng)負(fù)載特性將負(fù)載2改回至負(fù)載1)
由此可見,光伏發(fā)電系統(tǒng)中的MPPT控制策略,就是先根據(jù)實(shí)時檢測光伏電池的輸出功率,再經(jīng)過一定的控制算法預(yù)測當(dāng)前工況下光伏電池可能的最大功率輸出點(diǎn),最后通過改變當(dāng)前的阻抗或電壓、電流等電量等方式來滿足最大功率輸出的要求。
這樣,不論是因外部光照強(qiáng)度變化,還是因內(nèi)部光伏電池的結(jié)溫變化使得光伏電池的輸出功率減少,系統(tǒng)始終可以自動運(yùn)行于當(dāng)前工況下的最佳工作狀態(tài),達(dá)到最大功率輸出,從而可提高整個光伏發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率。
二、最大功率點(diǎn)的影響因素