MPPT技术在应用中存在的问题 - MPPT和功率分析仪在光伏发电行业中的应用

三、MPPT技术在应用中存在的问题

l 误跟踪现象

大多数MPPT算法仅采集光伏电池的电压和电流，并基于扰动观察的思想进行跟踪，但是无从得知光伏电池输出功率的变化是由扰动还是由外界环境的变化而引起的，所以当环境变化较快时，容易发生误跟踪现象。解决方案主要有以下几类：

① 根据环境进行开环控制；

② 使算法扰动带来的功率变化大于环境变化带来的功率变化；

③ 辨识和补偿环境变化带来的功率变化。

l 多峰值问题

光伏电池被局部遮挡或特性不一致可能导致多功率极值的出现。在多峰值的条件下，如何进行最大功率点跟踪？找到最大点，而不是局部极值，是一个比较困难的问题。另外，当出现多峰值时，实际上光伏电池工作在不良状态，严重功率失配，既损失了能量，又容易损坏光伏组件。这种状态可能是需要被检测和避免的。

l 对实际运行状态的考虑不足

多数文献在仿真验证算法时，是通过对环境变化的阶越响应实现的。但实际情况中，环境的变化是连续的，不会从一个稳态突然跳到另一个稳态。很多算法会在环境快速连续变化的情况下失效。在众多MPPT算法的研究中，被很多研究者忽略的问题是采样精度和计算误差所带来的限制。很多理论上成立且仿真中有效的算法，在实际系统中是不可行的。

如何解决上述这些问题，以提高MPPT技术应用水平，是光伏发电逆变器应用过程中的重点和难点。

四、功率分析仪在MPPT测试的优势

由于太阳电池的输出特性受负荷状态、日照量、环境温度等因素的影响、太阳电池阵列的电压和电流均发生很大的变化，从而使输出功率不稳定，即最大功率点时刻变化。为了充分利用太阳能以获取最大功率输出，必须跟踪、控制太阳电池的最大功率点、最大限度地利用太阳能，如图 4所示为光伏发电示意图。采用PA8000功率分析仪的MPPT测试主要有一下几方面优势：

图 4 光伏发电

l 最多支持7个功率输入单元，输入功率与输出功率同步测试，进一步提高准确度

传统测量转换效率，由于测量设备通道数有限，输入与输出只能分开测量，这样导致采集到的数据缺乏同步性，由此算得的转换效率自然不准确。针对多路输入的光伏逆变器，PA8000可轻松实现4通道输入，3通道输出同时采样，并且PA8000内部采用高稳定度温度补偿的100M同步时钟实现7通道的ADC同步采样，同步采样时钟误差小于10ns，满足高效能逆变器效率的极致测量要求。

l 支持权重系数自由切换，方便导出各地区效率报表

PAM软件能够自由切换权重系数，支持欧洲效率、CEC效率、中国各地区权重系数计算，并能快速的导出相应地区的效率报表，PA8000是业内唯一支持效率权重系数自由切换的功率分析仪器。

l 支持自定义效率公式，方便导出MPPT、转换效率报表

支持自定义效率测试公式，能同时显示6个效率测试结果，方便同时测量MPPT效率，转换效率。PAM软件能够导出测试静态与动态MPPT报表，转换效率报表，方便检测机构进行操作，大大提高了工作效率。