光伏并网系统中MPPT常用算法及控制策略.pdf

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光伏并网系统中 MPPT 常用算法及控制策略
1.1 光伏阵列的电气特性
讨论光伏并网系统的控制策略，就必须首先要清楚光伏阵列的 V-I，P-V 特性，进而提出合理的
控制解决方案。
1.1.1 光伏电池的等效模型
图 1 光伏电池的等效模型
图 1 是光伏电池(Solar Cell)等效模型。它由理想电流源 Is、反向并联二极管 D、串联电阻 Rs
和并联电阻 Rsh 构成。其中 Is 的值等于电池的短路电流，其大小反映了光伏电池所处环境的日
照强度。日照越强，Is 越大;反之越小。下式是光伏电池的 I— V 特性关系方程。

理想情况下 Rs，可近似为零，Rsh 近似为无穷大，则上式可简化为
式中, : .
I 为工作电流，I o为反向饱和电流，V 为电池的输出电压，其余皆为常数。这样，光伏电池的输
出功率为：
这表明光伏电池的输出功率是日照强度和温度的非线性函数，但是和电流和电压时一种比例关系。
1.1.2 光伏电池特性
1、光伏器件输出特性
为了更好的理解光伏电池的特性，根据上面的结论，光伏电池的非线性函数关系绘制出其在日照不同、结温相同和日照相同、结温不同情况下的光伏电池I—V、P—V 特性曲线，如图 2、3
所示。
(1).电池结温不变，日照变化:
图 2 光照强度不同情况下 I—V、P—V 特性曲线
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图 2 为光伏电池结温不变、日照强度变化情况下的一组 I—V 和 P—V 特性曲线，从图中可以得
出以下结论:
①光伏电池的短路电流随光照强度增强而变大，两者近似为比例关系;光伏电池的开路电压在各种日照条件下变化不大；
②光伏电池的最大输出功率随光照强度增强而变大，且在同一日照环境下有唯一的最大输出功率点。在最大功率点左侧，输出功率随电池端电压上升呈近似线性上升趋势;到达最大功率点后，输出功率开始快速下降，且下降速度远大于上升速度；
③如图 2(a)所示：在虚线 A 的左侧，光伏电池的特性近似为电流源，右侧近似为电压源。虚线
A 对应最大功率点时光伏电池