MPPT控制器的全稱“最大功率點跟蹤”(Maximum Power Point Tracking)太陽能控制器，是傳統(tǒng)太陽能充放電控制器的升級換代產品。MPPT控制器能夠實時偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值(VI)，使系統(tǒng)以最大功率輸出對蓄電池充電。應用于太陽能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調太陽能電池板、蓄電池、負載的工作，是光伏系統(tǒng)的大腦。

 

最大功率點跟蹤系統(tǒng)是一種通過調節(jié)電氣模塊的工作狀態(tài)，使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統(tǒng)能夠將太陽能電池板發(fā)出的直流電有效地貯存在蓄電池中，可有效地解決常規(guī)電網不能覆蓋的偏遠地區(qū)及旅游地區(qū)的生活和工業(yè)用電，不產生環(huán)境污染。

 

MPPT的作用是什么?

 

由于太陽能電池收到光強以及環(huán)境等外界因素的影響，其輸出功率是變化的，光強發(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，使之運行在最大功率點。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。

 

就假設說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，就開始通過內部的電路結構調節(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。

 

最大功率點跟蹤的原理

 

隨著電子技術的發(fā)展，當前太陽能電池陣列的MPPT控制一般是通過DC/DC變換電路來完成的。其原理框圖如下圖所示。

 

光伏電池陣列與負載通過DC/DC電路連接，最大功率跟蹤裝置不斷檢測光伏陣列的電流電壓變化，并根據(jù)其變化對DC/DC變換器的PWM驅動信號占空比進行調節(jié)。

 

MPPT系統(tǒng)原理框圖

 

對于線性電路來說，當負載電阻等于電源的內阻時，電源即有最大功率輸出。雖然光伏電池和DC/DC轉換電路都是強非線性的，然而在極短的時間內，可以認為是線性電路。因此，只要調節(jié)DC-DC轉換電路的等效電阻使它始終等于光伏電池的內阻，就可以實現(xiàn)光伏電池的最大輸出，也就實現(xiàn)了光伏電池的MPPT。

 

MPPT的算法

 

目前，光伏陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)技術，國內外已有了一定的研究，發(fā)展出各種控制方法常，常用的有一下幾種：恒電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking簡稱CVT)、干擾觀察法(Perturbation And Observationmethod簡稱P&O)、增量電導法(Incremental Conductancemethod簡稱INC)、基于梯度變步長的電導增量法等等。(這些算法只能用在無遮擋的條件下)

 

1)單峰值功率輸出的MPPT的算法

 

目前，在無遮擋條件下，光伏陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)的控制方法常用的有以下幾種：

 

恒電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking簡稱CVT)

 

干擾觀察法(Perturbation And Observationmethod簡稱P&O)

 

增量電導法(Incremental Conductancemethod簡稱INC)

 

基于梯度變步長的電導增量法，等等。

 

2)多峰值功率輸出MPPT算法

 

普通的最大功率跟蹤算法，如擾動觀測發(fā)和電導增量法在一片云彩的遮擋下就有可能失效，不能實現(xiàn)真正意義的最大功率跟蹤。目前，國際上也有人提出了多峰值的MPPT算法，主要包含如下三種：

 

結合常規(guī)算法的復合MPPT算法

 

Fibonacci法

 

短路電流脈沖法

 

總結：

 

目前業(yè)內已經認識到了逆變器多MPPT通道的重要性，多MPPT的組串逆變器已經被廣泛的認可。