多波峰光伏MPPT算法研究与应用

李海清，刘静

（成都科达光电技术有限责任公司，四川成都，610040）

0 引言

光伏发电被广泛认为是清洁、安全、可靠的重要能源技术之一，实现其发电效率最大化一直是业界的研究重点和难点。本文提出一种多波峰光伏MPPT（最大功率点跟踪）算法，采用电压记忆法，通过确定谷值、谷值定界、多域比较、定域搜索等技术来实现快速准确跟踪，突破现有单峰值算法或固定周期扫描法的缺陷，大幅提高了光伏发电效率和稳定性，具有良好经济效益和社会效益。

1 现状及存在的问题

光伏发电的光照特性曲线是一条PU曲线，表现为抛物线函数P＝f（U），光伏并网的一个主要技术点是控制工作电压U在一个合理值Umax，使输出功率P处于最大输出点Pmax。但是在实际应用过程中带有旁路二极管的光伏组件在局部阴影的遮蔽下，其输出的P-V特性是由多个局部峰值构成的非线性曲线，存在多个极值点U1max、U2max...UNmax，如图1所示。

图1 带旁路二极管的串联光伏组件在非均匀光照下的特性曲线

传统的单峰值算法针对阴影遮蔽采用固定周期扫描法判断工作状态，这种方法避免了系统陷入局部不工作的问题，但是在实际使用中，阴影并不是一成不变的。当阴影发生变化的时候，全周期扫描法是被动的，没法做到实时性，只能实现当阴影发生之后某一时间段内动作，因此耗时长；同时整个扫描范围涵盖从零到系统最大电压，扫描范围大，没有优化算法比较简单，所以无论是从阴影情况的转变、系统响应的实时性等方面都存在一定缺陷，导致无法准确跟踪真正的最大功率点，从而造成功率损失，影响发电效率。……