3.太阳能（光伏）发电设施的MPPT调控方法

太阳能（光伏）发电输出功率不仅与日照强度和温度有关，而且与光伏电池组件工作电压有关，只有使其工作在特定工作电压上，才可能寻优到最大功率点。光伏发电的MPPT调控方法及设施，就是研究如何使得光伏电池组件工作在特定工作电压上。光伏电池组件I-V特性和P-V特性如图2所示，显而易见其最大输出功率点随环境变化。[3]通过实时调控光伏电池组件工作点，能使其总是工作在最大输出功率点附近，这就是光伏发电设施MPPT拟求的功效目标。


光伏发电设施中目前应用比较广泛的MPPT方法主要有：恒定电压法、扰动法、电导增量法等，然而这些方法的性价比都不高。如何寻优一种性价比高的方法至关重要，本文研发的△D (即动态改变占空比D)法就是在此背景下创建的，此方法的基本模式为Dm=Dm-1+△D，其中Dm和Dm-1分别为第m及第m-1时刻的占空比。若△D固定步长不变，当△D选得过大，则容易造成震荡；而△D选得过小，则MPPT动态性能变差。此文研究表明，如果△D为一变量，就能很好的解决固定不变出现的上述问题。因为即使对于同一系统，在不同状态下，△D的选择对于动态和稳态性能均影响很大。而通过动态改变△D值就能使MPPT寻优快速得以实现。因光伏设施的输出功率PPV = U2PVD2/Rl（当不计效率影响）,其中UPV和Rl分别为光伏设施的输出电压和负载等效电阻，可见，若负载不变， PPV与D2成比例关系（因实际工作中UPV基本不变）。所以△D的选取对于系统性能影响至关重要。为使系统适应性强，利用初始化时由算模自动设置参数。此文通过大量的理论研究和实验研究的结果表明：D的最佳更新规则为Dm=Dm-1+BDA,其中A=UPV△D +D△UPV，而BD初始化时可由算模依据初始状态自动设置（即BD =︱△D/A︱），这样只需检测光伏电池组件输出电压，依据系统运作状态, 便可进行△D迭代，使得MPPT灵敏度得以提高。因步长是算模依检测系统状态自动设置的，故系统能应用在不同场合且不需人工设置步长初始值，很便捷。[4] [5]