扰动观察法能够更有效的跟踪光伏电池的最大功率点。通过不断改变光伏电池电压,通
过比较不同电压下的输出功率,确定电压变化的方向是否正确,只要逆变器能够按照正确
的方向改变输出电压,就能够一直跟踪光伏电池的最大输出功率点。这种方法的缺点是工作
点总是围绕最大功率点波动,尤其是光照变化速度较快的情况下波动更为严重。
在光伏电池的
P-V 曲线上,最大功率点的导数为 0,即
而光伏电池
的输出功率为
P=UI,因此在最大功率点处,必然满足
上式中左边
是电导变化率,右边是电导负值。只要控制光电池的电导增量满足式
(3)的要求,即可一直
跟踪光伏电池的最大功率点,这就是电导增量法,其优点是跟踪性能稳定,跟踪过程无波
动。
电导增量法是在电池输出侧电压为理想可控的条件下推导出的,实际应用中光伏电池
组的后端往往连接逆变器或者
DC-DC 变换器,输出侧直流电压往往是受后级电路控制的,
因此
MPPT 算法中的输出侧直流电压期望值需要与后级电路结合,比如对于后级是 DC-DC
变换器的逆变器衍生出了爬山法等
MPPT 算法。
对于后级电路为三相交流逆变器的情况,
MPPT 算法可以采用功率反馈的方法进行控制。假
设在任意工作点光伏电池的输出功率为
PPV,逆变器的输入功率为 PINV,由于电容器的
储能作用,二者可能不同,而电容器的电压变化
ΔVC 就是由于 PPV 和 PINV 二者的差值
ΔP 造成的。
由上式可以
得到
ΔP 与 ΔVC 之间的关系,通过控制功率流量可以控制直流电容也就是光伏电池输出侧
的电压。直流电容两端的功率流量可以通过控制逆变器工作电流来加以调节。假设任意时刻
的逆变器工作电流中有功电流的有效值为
IINV,电网电压为 UG,则逆变器工作电流的控
制参考量为
这种方法将
MPPT 算法与逆变器工作参数直接结合,把电压变化转换为功率流量和逆变器工作电流的
变化,简化了控制流程,物理意义也更加直观。
4 谐波电流检测算法