光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)探究綜述

于杰承,高 陽,李東陽

（沈陽工程學(xué)院,沈陽 110136）

光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)探究綜述

于杰承,高 陽,李東陽

（沈陽工程學(xué)院,沈陽 110136）

介紹了光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)的原理和重要性，并簡要介紹了光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)在國內(nèi)光伏發(fā)電中的發(fā)展現(xiàn)狀；根據(jù)現(xiàn)有的光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)的方法分類，并簡要進(jìn)行了方法概述和優(yōu)缺點闡述；進(jìn)行了幾種典型跟蹤技術(shù)方法的優(yōu)缺點對比；總結(jié)了目前在最大功率點跟蹤技術(shù)領(lǐng)域存在的問題。對光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)的前景進(jìn)行了分析，并體現(xiàn)了最大功率點跟蹤技術(shù)對于光伏電站的重要性。

太陽能；光伏電站；太陽輻射；MPPT；控制方法

0 引言

太陽能是一種可再生的清潔能源，具有取之不盡，用之不竭的特點，隨著不可再生能源的不斷枯竭，太陽能得到人們更多的開發(fā)和利用，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。討論太陽能利用技術(shù)及其發(fā)展趨勢,對于太陽能的發(fā)展和利用起到重要作用。近年來，新能源在全球能源結(jié)構(gòu)中的地位顯著提升。[1]多種太陽能熱利用方式的綜合發(fā)展，將為世界節(jié)能減排以及煤油替代和能源消耗結(jié)構(gòu)調(diào)整做出巨大貢獻(xiàn)，將有非常巨大的發(fā)展空間。

1 國內(nèi)外光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀

光伏發(fā)電具有清潔、安全、無污染等優(yōu)點，但目前，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)成本高，其應(yīng)用受到很大的影響。通過提高光伏轉(zhuǎn)換效率，降低單位功率輸出的成本，提高了使用壽命。

光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)和最大功率點跟蹤技術(shù)已受到了全球的關(guān)注，最大功率點跟蹤技術(shù)備受其國外學(xué)者的青睞。目前光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)也已成為國內(nèi)熱門研究的技術(shù)之一。

2 光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制方法

2.1 非自尋優(yōu)的MPPT控制方法

曲線擬合法[2]：由于需要測量溫度和太陽光強度，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且可以根據(jù)時間的推移改變光伏特性曲線。所以此方法并不廣為所用。

2.2 自尋優(yōu)的MPPT控制方法[3]

此類方法是目前研究比較廣泛的控制方法，因為此類方法不直接檢測外界環(huán)境的因素變化，而是依據(jù)直接檢測到的光伏板陣列上的電壓和電流來進(jìn)行最大功率點的跟蹤。

干擾觀察法：該方法的優(yōu)點是控制算法比較簡單，對電量傳感器的精度要求不高。其缺點是

A.總是在附近的最大功率點的光伏沖擊操作，會產(chǎn)生一定量的功率損耗。

B.跟蹤步長的設(shè)定難以兼顧跟蹤精度和響應(yīng)速度，并且有時會出現(xiàn)判斷錯誤的現(xiàn)象[4]。

目前已有文獻(xiàn)針對干擾觀察法的缺點進(jìn)行了研究改進(jìn)，提出了多種改進(jìn)的方法和對策。

3 三種典型MPPT方法的比較（見表1）

表1 各種控制方法優(yōu)缺點比較

4 MPPT控制方法研究發(fā)展方向

（1）數(shù)學(xué)模型逐步優(yōu)化、智能處理方法廣泛應(yīng)用。基于模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MPPT控制方法進(jìn)行了介紹，雖然人工智能中有許多缺陷，但它仍然比在某些方面，人類的思維。

（2）多種控制方法的有機結(jié)合[5]。由于各種MPPT方法有一些缺點和局限性，改善它必須支付實施難度和成本的價格，各種方法的有機結(jié)合，可以避免弱點，還可以充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢。

5 結(jié)語

本文介紹了光伏發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)的幾種方法，并對其優(yōu)缺點進(jìn)行了剖析和對照。對目前在最大功率點跟蹤技術(shù)領(lǐng)域存在的一些問題進(jìn)行了討論。如何將各種最大功率點跟蹤控制方法有機結(jié)合，相互補充，使其能夠更好的滿足實際需要，是今后光伏陣列最大功率點跟蹤控制研究的方向。

[1]易翔. 光伏功率預(yù)測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].北京工業(yè)大學(xué),2013.

[2]盧靜,翟海青,劉純,王曉蓉.光伏發(fā)電功率預(yù)測統(tǒng)計方法研究[J].華東電力,2010(04)：563-567.

[3]楊蕾.太陽能光伏電站輸出功率預(yù)測研究[D].蘭州交通大學(xué),2014.

[4]謝玲玲,龔仁喜,李畸勇.光伏發(fā)電最大功率點跟蹤交錯并聯(lián)Boost變換器的動力學(xué)特性分析[J].中國電機工程學(xué)報,2013(06)：38-45+7.

[5]周林,武劍,栗秋華,郭珂.光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法綜述[J].高電壓技術(shù),2008(06)：1145-1154.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.145