【干货】浅谈非主流光伏技能(四)

2018-09-10 20:59 作者:产业新闻 来源:w66利来国际老牌

  【干货】浅谈非主流光伏技能(四)

  什么叫多路MPPT,为什么组串逆变器有好几个MPPT。MPPT算法又是什么?为咱们解说什么是MPPT。

  最大功率点盯梢(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)是光伏发电体系中的一项核心技能,它是指根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调理光伏阵列的输出功率,使得光伏阵列一直输出最大功率。

  

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  图 1

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  图2

如图1:咱们能够发现,在不同的太阳能辐照度条件下,最大功率点是不同的。温度不一起,最大功率点也不同。温度越高最大功率点越低如图2

  

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  图 3
 

  

光伏阵列在使用过程中易受周围环境(如浮云,建筑物,树木遮荫等)和电池板外表的尘埃的搅扰,导致光伏阵列的输出功率减小,输出特性曲线变得杂乱。输出特性曲线呈多极值点,这就使得根据单峰值的最大功率点盯梢算法有可能在这种状况下失效,得不到大局最大功率点,使得光伏发电体系功率大大下降。

  假如一个电站,某一个组串后边有空调机组;又有一片树叶遮盖了某一块电池片;又有一片树荫遮挡了部分组件。那么就会呈现图3的状况,有了多个功率的峰值。怎么找到图3中最高的那个点,就需要MPPT了!

  1.最大功率点的条件

  这个问题说起来又有一点杂乱了!太阳能电池组件,有内电阻和外电阻之分。当某一刻内电阻和外电阻持平时,此时电池组件就作业在最大功率点了。

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  右边R为变量,分子必定,分母中√R=r/√R,即R=r时和最小,这时分数值最大。所以,当外电阻和内电阻持平时,输出功率最大。

  太阳能电池组件的内阻,首要体现在发电的时分,对电流的抑制作用。在发电的时分,首要参加的元素有电池片,内部焊条导线,还有外部链接线缆。这些参加的元素有一个一起的特性,就是在低温的时分,电阻值悉数都会变小。所以在同辐射强度的状况下,环境温度越低,电池板的内阻越小,发电作用越高;反之,则温度越高,内阻越大。

  2.最大功率点盯梢的原理

  跟着电子技能的开展,当时太阳能电池阵列的MPPT操控一般是经过DC/DC改换电路来完结的。其原理框图如下图3.1所示。

  光伏电池阵列与负载经过DC/DC电路衔接,最大功率盯梢设备不断检测光伏阵列的电流电压改动,并根据其改动对DC/DC改换器的PWM驱动信号占空比进行调理。

  

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  图4 MPPT体系原理框图
 

  

光伏充电体系可简化模型为如下图4所示。将光伏电池简化为恒压源和内阻Ri,外部电路简化为负载Ro。则负载功率为:

  

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上式两头对Ro求导得:

  

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所以,blob.png

  关于线性电路来说,当负载电阻等于电源的内阻时,电源即有最大功率输出。尽管光伏电池和DC/DC变换电路都是强非线性的,然而在极短的时刻内,能够认为是线性电路。因而,只需调理DC-DC变换电路的等效电阻使它一直等于光伏电池的内阻,就能够完成光伏电池的最大输出,也就完成了光伏电池的MPPT。

  3.1 常用最大功率盯梢操控算法

  现在,光伏阵列的最大功率点盯梢(MPPT)技能,国内外已有了必定的研讨,开展出各种操控办法常,常用的有一下几种:恒电压盯梢法(Constant Voltage Tracking 简称CVT)、搅扰观察法(Perturbation And Observation method简称P&O)、增量电导法(Incremental Conductance method简称INC)、根据梯度变步长的电导增量法等等。(这些算法只能用在无遮挡的条件下)

  3.1.1 稳定电压法

  稳定电压法的根本理论根据是不同日照条件下光伏电池的输出P-U曲线上最大功率点电压方位根本都坐落某个稳定电压blob.png邻近。因而,CVT法的操控思路就是将光伏电池输出电压操控在该电压处,这样一来光伏电池在整个作业过程中将近似的作业在最大功率点处。稳定电压盯梢办法不光能够得到比直接匹配更高的功率输出,在必定的条件下,还能够用来简化最大功率点盯梢(MPPT)操控。

  从严厉的意义上来讲CVT法并不是一种真实意义上的最大功率盯梢办法。尽管此法比一般光伏体系能够多取得20%左右的电能,比较不带CVT的直接耦合要有利得多。可是,这种盯梢办法疏忽了温度对光伏电池阵列开路电压的影响,所以CVT法的精度甚低,适应性差,体系最大功率的盯梢精度彻底取决于电压值blob.png的挑选,一旦周围环境改动就无完成精确的最大功率追寻。可是CVT法以其操控简略、易完成、且体系不会呈现振动,具有杰出的稳定性著称。

  3.1.2 搅扰观察法

  搅扰观察法的原理是每隔必定的时刻针对光伏电池输出电压进行扰动,使其添加或削减,一起对其输出功率进行观测,判别其发生改动的方向并以之为根据决议下一步的操控信号改动。这种操控算法一般选用功率反应办法,经过两个传感器对太阳能电池阵列的输出电压和电流别离进行采样,并核算取得其输出功率。若ΔP>0,阐明电压调整的方向正确,能够持续按原方向进行“搅扰”;若ΔP<0,阐明电压调整的方向过错,需要对“搅扰”的方向进行改动。

  这种办法尽管算法简略,并且易于硬件方面的完成,但响应速度较慢,故而只适用于那些日照强度改动比较缓慢的场合,例如光伏发电厂、光伏路灯等,而关于车用太阳能最大功率盯梢操控则不能满意环境多变的要求。并且这种算法在稳态状况下会导致光伏阵列的实际作业点在最大功率点邻近的小幅振动,因而会形成必定功率丢失。

  

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  图5搅扰观察法流程图