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3 最大功率點跟蹤控制策略

3.1 最大功率跟蹤基本原理

太陽能電池是一種非線性直流電源，它的輸出受太陽光照條件的和溫度等環(huán)境影響非常大。在一定太陽照度和一定結(jié)溫的條件下，當光伏電池的端電壓(電流)發(fā)生變化時，其工作點也會沿著曲線變化。但是，一定會存在一個點，使得太陽能電池輸出的功率最大。這一點就被稱為最大功率點，尋找這一最大功率點的技術(shù)就被稱為最大功率跟蹤技術(shù)(Maximum Power Point Track-ing,MPPT)。

在常規(guī)的線性系統(tǒng)電氣設(shè)備中，為了獲得最大功率需要使負載的電阻等于電源內(nèi)阻。但太陽能電池是一個非線性電源，它的內(nèi)阻受環(huán)境影響而不斷變化，為了進行負載電阻匹配從而獲得最大功率，就需要不斷調(diào)整負載阻值。DC-DC變換器的等效電阻跟開關(guān)管的工作狀態(tài)有關(guān)，因此可以通過調(diào)節(jié)它的占空比來改變它的等效電阻，使它的等效阻值一直等于太陽能電池的內(nèi)阻，這樣就可以使太陽能電池一直工作在最大功率點。

這就是光伏并網(wǎng)逆變器最大功率跟蹤的基本原理。

3.2 最大功率跟蹤算法

目前常用的最大功率跟蹤算法主要有恒定電壓跟蹤法、擾動觀察法、電導(dǎo)增量法等幾種，其中電導(dǎo)增量法以優(yōu)良的跟蹤性能倍受青睞。下面簡單介紹其工作原理。圖4是太陽能電池特性曲線圖。由圖可以看出，在最大功率點的時候功率曲線斜率為0,即功率P 對電壓V 的導(dǎo)數(shù)為0,所以有dPdU =0,又因為P=UI，所以： 由上式可知，當輸出電導(dǎo)的變化量等于輸出電導(dǎo)的負數(shù)時，太陽能電池工作在最大功率點。具體實現(xiàn)方法是：通過檢測太陽能電池的輸出電壓和電流，根據(jù)上一個采樣周期電壓和電流的值計算出變化量;然后判斷電壓的變化量是否為零。若為零，再判斷電流的變化量是否為零，若都為零，則表示阻抗一致，則參考電壓Vref不變，占空比不變。若電壓變化量為零，電流變化量不為零，則表示光照強度有變化，根據(jù)電流的變化方向來決定擾動方向。當電壓變化量不為零時，判斷是否符合上式，若符合，表示在最大功率點。若電導(dǎo)變化量大于負電導(dǎo)值，則表示功率曲線斜率為正，功率點在最大功率點左側(cè)，需要增大Vref ,反之需要減小Vref 。 4 結(jié)語

本文鑒于傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)逆變器使用工頻變壓器進行隔離的不足而提出了一種利用半橋LLC串聯(lián)諧振電路進行隔離的光伏并網(wǎng)逆變器設(shè)計方案，該設(shè)計方案通過將傳統(tǒng)變壓器隔離型光伏并網(wǎng)逆變器和采用LLC 諧振電路隔離的光伏并網(wǎng)逆變器進行對比分析可知，半橋LLC 串聯(lián)諧振電路能實現(xiàn)開光管的零電壓開關(guān)，減小開關(guān)損耗，從而大大提高逆變器系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。而且LLC諧振電路體積小，重量輕，成本低，易于實現(xiàn)小型化和模塊化，有助于光伏并網(wǎng)逆變器的廣泛推廣使用，以此證實了改方案的具有很強的實用性。