MPPT是逆變器非常核心的技術(shù)，MPPT電壓在進行光伏電站設(shè)計時一項非常關(guān)鍵的參數(shù)。
一、什么是MPPT？
曲線圖
?。▎螇K光伏組件的I-V、P-V曲線）
上圖中，光伏組件的輸出電壓和電流遵循I-V曲線(綠色)、P-V曲線(藍色)，如果希望逆變器輸出的功率最大，就需要直流電壓運行在紅點所在的最大點，這個點就是最大功率點。假如最大功率點是550V，550V時功率是200W。此時，運行在520V時的功率約為190W，580V時約為185W，都沒有550V時的功率大。逆變器如果跟蹤不到550V，就損失了發(fā)電量，但不會對系統(tǒng)產(chǎn)生其他影響。
那為什么還要不斷跟蹤呢？因為這個曲線隨著光照強度、溫度和遮擋的不同在變化著，最大功率點也就在變化了，可能早上最大功率點電壓是560V，中午是520V，下午是550V，所以逆變器需要不斷地尋找這個最大功率點，也就是最大功率點跟蹤了，這樣才能保證全天的電池板能量都能最大化地輸出出來，不浪費太陽能資源。
在了解上述基本知識的基礎(chǔ)之上，我們再來聊一聊MPPT。
MPPT，即MaximumPowerPointTracking的簡稱，中文為“最大功率點跟蹤”，它是指逆變器根據(jù)外界不同的環(huán)境溫度、光照強度等特性來調(diào)節(jié)光伏陣列的輸出功率，使得光伏陣列始終輸出最大功率。
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。
舉個例子，假設(shè)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(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)調(diào)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(shè)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。
二、單個光伏組件的MPPT的影響因素
一般來說，輻照度、溫度變化對輸出功率的影響，最直接就體現(xiàn)在MPPT上，也就是說輻照度和溫度是影響MPPT的重要因素。
1、輻照度對MPPT的影響
影響圖
（輻照度變化對光伏組件輸出功率的影響）
逆變器進行最大功率點跟蹤（MPPT）就是要找到上圖中，功率最大的點。從上圖可以看出，當(dāng)輻照度下降的時候，最大功率點幾乎是成比例降低的，如下表所示。
關(guān)系圖
由上表可以看出輻照度成比例下降時，MPPT電壓略微下降；由于P=IU，輻照度下降時，P成比例下降，而U略微下降，因此電流I應(yīng)該是成比例下降的。
2、溫度對MPPT的影響
溫度的影響
?。囟茸兓瘜M件輸出功率的影響）
從上圖可以看出，當(dāng)溫度變化時，最大功率按照溫度系數(shù)的比例逐漸下降，如下表所示。
變化結(jié)果匯總
由此可見：電流主要受輻照度的大，電壓主要受溫度的影響。
三、光伏發(fā)電單元的MPPT及其原理與算法
1、光伏發(fā)電單元的MPPT
發(fā)電單元的MPPT
光伏陣列在使用過程中易受周圍環(huán)境(如浮云，建筑物，樹木遮蔭等)和電池板表面的灰塵的干擾，導(dǎo)致光伏陣列的輸出功率減小，輸出特性曲線變得復(fù)雜。輸出特性曲線呈多極值點。如果一個電站，某一個組串后面有空調(diào)機組；又有一片樹葉遮蓋了某一塊電池片；又有一片樹蔭遮擋了部分組件。那么不同的組串間必然存在輸出功率偏差。因此，每個逆變器接入的光伏組串的輸出特性曲線變得復(fù)雜，呈多極值點，如何找到最高的那個點，就需要MPPT了！
輸出功率曲線
（光伏方陣的輸出功率曲線）
2、最大功率點跟蹤的原理
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)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。
原理框圖
?。∕PPT系統(tǒng)原理框圖）
對于線性電路來說，當(dāng)負載電阻等于電源的內(nèi)阻時，電源即有最大功率輸出。雖然光伏電池和DC/DC轉(zhuǎn)換電路都是強非線性的，然而在極短的時間內(nèi)，可以認為是線性電路。因此，只要調(diào)節(jié)DC-DC轉(zhuǎn)換電路的等效電阻使它始終等于光伏電池的內(nèi)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。
3、MPPT的算法
目前，光伏陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)技術(shù)，國內(nèi)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(ConstantVoltageTracking簡稱CVT)、干擾觀察法(PerturbationAndObservationmethod簡稱P&O)、增量電導(dǎo)法(IncrementalConductancemethod簡稱INC)、基于梯度變步長的電導(dǎo)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：
l恒電壓跟蹤法(ConstantVoltageTracking簡稱CVT)
l干擾觀察法(PerturbationAndObservationmethod簡稱P&O)
l增量電導(dǎo)法(IncrementalConductancemethod簡稱INC)
l基于梯度變步長的電導(dǎo)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(dǎo)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(jié)合常規(guī)算法的復(fù)合MPPT算法
Fibonacci法
短路電流脈沖法
總結(jié)：
目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)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(jīng)被廣泛的認可。
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