光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)探究綜述

于杰承,高 陽(yáng),李東陽(yáng)

（沈陽(yáng)工程學(xué)院,沈陽(yáng) 110136）

光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)探究綜述

于杰承,高 陽(yáng),李東陽(yáng)

（沈陽(yáng)工程學(xué)院,沈陽(yáng) 110136）

介紹了光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的原理和重要性，并簡(jiǎn)要介紹了光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)在國(guó)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(diǎn)跟蹤技術(shù)的方法分類，并簡(jiǎn)要進(jìn)行了方法概述和優(yōu)缺點(diǎn)闡述；進(jìn)行了幾種典型跟蹤技術(shù)方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比；總結(jié)了目前在最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)領(lǐng)域存在的問(wèn)題。對(duì)光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的前景進(jìn)行了分析，并體現(xiàn)了最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)對(duì)于光伏電站的重要性。

太陽(yáng)能；光伏電站；太陽(yáng)輻射；MPPT；控制方法

0 引言

太陽(yáng)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(diǎn)，隨著不可再生能源的不斷枯竭，太陽(yáng)能得到人們更多的開發(fā)和利用，太陽(yáng)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(yáng)能利用技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于太陽(yáng)能的發(fā)展和利用起到重要作用。近年來(lái)，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(yáng)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(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的研究現(xiàn)狀

光伏發(fā)電具有清潔、安全、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，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(guò)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(cè)技術(shù)和最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)已受到了全球的關(guān)注，最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)備受其國(guó)外學(xué)者的青睞。目前光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)也已成為國(guó)內(nèi)熱門研究的技術(shù)之一。

2 光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)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(cè)量溫度和太陽(yáng)光強(qiáng)度，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且可以根據(jù)時(shí)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?yàn)榇祟惙椒ú恢苯訖z測(cè)外界環(huán)境的因素變化，而是依據(jù)直接檢測(cè)到的光伏板陣列上的電壓和電流來(lái)進(jìn)行最大功率點(diǎn)的跟蹤。

干擾觀察法：該方法的優(yōu)點(diǎn)是控制算法比較簡(jiǎn)單，對(duì)電量傳感器的精度要求不高。其缺點(diǎn)是

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

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

目前已有文獻(xiàn)針對(duì)干擾觀察法的缺點(diǎn)進(jìn)行了研究改進(jìn)，提出了多種改進(jìn)的方法和對(duì)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(diǎn)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?；谀：壿嫼腿斯ど窠?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(jī)結(jié)合[5]。由于各種MPPT方法有一些缺點(diǎn)和局限性，改善它必須支付實(shí)施難度和成本的價(jià)格，各種方法的有機(jī)結(jié)合，可以避免弱點(diǎn)，還可以充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)語(yǔ)

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

[1]易翔. 光伏功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究與實(shí)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(cè)統(tǒng)計(jì)方法研究[J].華東電力,2010(04)：563-567.

[3]楊蕾.太陽(yáng)能光伏電站輸出功率預(yù)測(cè)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(diǎn)跟蹤交錯(cuò)并聯(lián)Boost變換器的動(dòng)力學(xué)特性分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013(06)：38-45+7.

[5]周林,武劍,栗秋華,郭珂.光伏陣列最大功率點(diǎn)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