光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT算法功率損失改進研究

光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT算法功率損失改進研究光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT算法功率損失改進研究

摘要：光伏發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源形式，得到了越來越廣泛的應用。而最大功率點跟蹤(MPPT)算法則是提高光伏發(fā)電系統(tǒng)效率的關鍵。本文旨在通過分析和改進MPPT算法，減少光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率損失，提高其發(fā)電效率。

1.引言

光伏發(fā)電系統(tǒng)通過光電轉換技術，將太陽能轉化為電能。然而，由于太陽輻射的不穩(wěn)定性以及光伏電池本身的特性，光伏發(fā)電系統(tǒng)在實際運行過程中面臨著功率損失的問題。而MPPT算法可以根據光伏電池電壓和電流的變化，動態(tài)調整電池工作點，使其運行在最大功率點上，以提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。因此，對MPPT算法進行研究和改進具有重要的理論和實際意義。

2.MPPT算法的原理與分類

2.1MPPT算法原理

MPPT算法通過不斷追蹤光伏電池的最大功率點，調整電池工作點，使其輸出功率最大化。常見的MPPT算法包括PerturbandObserve(P&O)算法、IncrementalConductance(INC)算法等。

2.2MPPT算法的分類

根據控制方式和實現方式的不同，MPPT算法可分為模擬控制算法和數字控制算法。模擬控制算法包括模擬P&O算法、模擬INC算法等；數字控制算法包括改進的P&O算法、改進的INC算法等。

3.功率損失的原因

3.1溫度效應導致的功率損失

在實際運行過程中，光伏電池受到環(huán)境溫度的影響較大。當溫度變高時，光伏電池的效率會下降，從而導致功率損失。

3.2阻抗匹配不良導致的功率損失

光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池與負載電阻之間的阻抗匹配不良，也會導致功率損失。當負載電阻與光伏電池的等效電阻不匹配時，光伏電池無法輸出最大功率。

4.功率損失改進研究

4.1溫度補償技術

通過引入溫度傳感器，實時監(jiān)測光伏電池溫度，并根據溫度變化對MPPT算法進行修正，可以減小由溫度效應引起的功率損失。根據溫度的影響特點，將光伏電池的開路電壓和短路電流進行修正，從而提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。

4.2增加阻抗匹配電路

通過引入阻抗匹配電路，可以有效解決阻抗匹配不良導致的功率損失問題。阻抗匹配電路可以根據光伏電池輸出電流和電壓的變化情況，自動調整電阻與光伏電池的匹配程度，使其工作在impedancematchingcondition，從而最大化光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。

5.實驗與結果分析

在一組光伏發(fā)電系統(tǒng)中應用改進的MPPT算法，并與傳統(tǒng)MPPT算法進行對比實驗。實驗結果表明，改進的MPPT算法在不同溫度和光照條件下，能夠更穩(wěn)定地跟蹤最大功率點，減少功率損失。

6.結論

本研究通過分析光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT算法的原理和分類，探討了光伏發(fā)電系統(tǒng)功率損失的原因，并提出了改進策略。實驗結果表明，改進的MPPT算法能夠減少功率損失，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。在未來的研究中，還可以進一步探討MPPT算法的其他改進方向，并結合實際應用環(huán)境，促進光伏發(fā)電技術的進一步發(fā)展綜上所述，本研究通過對光伏發(fā)電系統(tǒng)功率損失的原因進行分析，并提出了兩種改進策略。首先，通過根據溫度變化對MPPT算法進行修正，可以減小由溫度效應引起的功率損失。其次，通過引入阻抗匹配電路，可以有效解決阻抗匹配不良導致的功率損失問題。實驗結果表明，改進的MPPT算法能夠在不同溫度和光照條件下更穩(wěn)定地跟蹤最大功