光伏电池最大功率跟踪算法的研究

摘要：根据光伏电池的工程数学模型，在光照强度变化条件下光伏电池输出特性进行
了研究。结果表明，光伏电池的输出特性呈非线性，功率最大值只在某一特定点上。分
析了传统的电导增量法的特点，提出了改进的电导增量法。实验表明，从跟踪速度和精
度方面较传统方法都有提高。

叙词：光伏阵列

 最大功率跟踪 电导增量法

    1 引言

    传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有

20 亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希
望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。太阳能以其独有的
优势而成为人们重视的焦点，越来越多的国家开始实行

“阳光计划”，开发太阳能资

源，寻求经济发展的新动力。因此，研究并网逆变器的设计有着广阔的前景和意义。
限制光伏系统的主要因素有两点：⑴初期投资比较大；⑵太阳能光伏电池的转换效
率低。目前我们通常使用的光伏电池效率在

15%左右，即使世界上最先进技术的光伏

电池在特殊的实验条件下也只能达到

40%，因此光伏电池最大功率跟踪就变得十分

重要，所以长期以来都是学术界研究的热点。

    2 光伏电池阵列特性分析

    2.1 光伏电池的数学模型

    光伏电池是利用半导体材料的光伏效应制作而成的。所谓光伏效应是指半导体材

料吸收光能，由光子激发出电子

—空穴对，经过分离而产生电动势的现象。光伏电池

的

I-V 特性随日照强度 S（W/㎡）和电池温度 t（

℃）而变化，即 I=f（V,S,t）。根据

电子学理论，当负载为纯电阻时，光伏电池的实际等效电路如图

1 所示。

图

1 光伏电池等效

电路

    对应的 I-V 函数如下：