最大功率点跟踪原理及算法

       在新能源的利用中，太阳能是家庭使用最多的一种新能源。为了使太阳能电池板能获取到更多的能量，在安装位置上就要选好，最大功率点跟踪控制MPPT就能使太阳能电池板在各种不同的日照和温度环境下有效地跟踪最大功率点。今天我们就来学习一下什么是最大功率点跟踪。

       MPPT控制器主要功能：检测主回路直流电压及输出电流，计算出太阳能阵列的输出功率，并实现对最大功率点的追踪。扰动电阻R和MOSFET串连在一起，在输出电压基本稳定的条件下，通过改变MOSFET的占空比，来改变通过电阻的平均电流，因此产生了电流的扰动。同时，光伏电池的输出电流电压亦将随之变化，通过测量扰动前后光伏电池输出功率和电压的变化，以决定下一周期的扰动方向，当扰动方向正确时太阳能光能板输出功率增加，下周期继续朝同一方向扰动，反之，朝反方向扰动，如此，反复进行着扰动与观察来使太阳能光电板输出达最大功率点。

       扰动观测法操作简单，是目前文献报道中据说使用最多的一种实现最大功率点跟踪的方法。其原理就是周期性地增加(或者减少)光伏阵列输出电压(电流)，即加一个扰动，然后测出此刻的系统输出功率并跟上一时刻所测出的功率进行大小比较，来决定下一步的控制信号，如果功率变大则参考电压(电流)朝着扰动的方向增加(或减小)，如果功率变小则方向与扰动的相反。其工作原理可表示为：

       电导增量法的名字来自于光伏系统电导系数的导数，用于确定最大功率点(MPP)处的操作点位置，也是一种最基本的MPPT算法，它通过太阳能电池输出特性曲线的斜率(dP/dI)与输出电压、电流间的关系来判断系统是否在最大功率点处运行。有功功率公式P=VI两端对电流求导可得：