掌握MPPT扰动观察法在光伏并网逆变器的应用

资源摘要信息:"本文将深入探讨MPPT（Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪）扰动观察法的相关知识，并分析其在两级式光伏并网逆变器中的应用。扰动观察法是一种实现MPPT的技术手段，通过不断地扰动光伏系统的工作点来跟踪最大功率点。两级式光伏并网逆变器是指在光伏系统中包含两组变换器，分别承担DC-DC升压和DC-AC逆变两种功能。本文将详细解释MPPT扰动观察法的工作原理、优缺点，并提供在并网逆变器中的具体实现方式。" 知识点: 1. MPPT（最大功率点跟踪）技术 MPPT是一种专门用于太阳能光伏系统的技术，旨在使光伏阵列在任何给定的环境条件下均能输出最大功率。MPPT通过持续调整光伏阵列的工作点，确保始终工作在最大功率点（MPP），从而优化能源收集效率。 2. 扰动观察法（Perturb and Observe, P&O） 扰动观察法是一种简单且常用的MPPT实现算法。它通过周期性地扰动（增加或减少）光伏阵列的工作电压或电流，观察由此产生的功率变化。根据观察到的功率变化方向，算法决定是继续相同方向的扰动还是反向扰动，以逼近最大功率点。 3. 扰动观察法的工作原理 扰动观察法的基本原理是，当光伏阵列工作在最大功率点附近时，如果其工作点在功率-电压（P-V）或功率-电流（P-I）曲线上向上（电压增加，功率增加）或向下（电压减少，功率增加）偏移，系统将会继续沿相同方向进行扰动。如果工作点偏移导致功率减小，则反向扰动，不断寻找并跟踪最大功率点。 4. 两级式光伏并网逆变器 两级式光伏并网逆变器包含两个主要的电力转换阶段：DC-DC升压转换和DC-AC逆变转换。首先，DC-DC转换器将光伏阵列输出的直流电压升至一个合适的水平，然后，DC-AC逆变器将直流电转换为与电网同频率、同相位的交流电，实现并网。 5. MPPT扰动观察法在并网逆变器中的应用 在并网逆变器系统中，扰动观察法通过检测光伏阵列的输出功率变化来调整工作点，以确保系统工作在最大功率点。在两级式逆变器中，这种方法通常被实现为控制算法，与逆变器的控制逻辑紧密集成。 6. MPPT扰动观察法的优缺点 优点：实现简单，成本较低，易于集成到系统中，尤其适用于快速变化的环境条件下。 缺点：可能导致振荡和功率损失，特别是在环境条件稳定时，持续的扰动可能引起输出功率的波动。 7. 扰动观察法的改进策略 为了提高MPPT扰动观察法的性能，可以采取多种改进措施，如采用变步长扰动、改进扰动算法减少功率振荡，以及结合其他MPPT技术（如增量电导法）来提高整体效率和响应速度。 8. 光伏系统集成与实际应用 在实际应用中，光伏系统的设计者和制造商需要考虑如何将MPPT扰动观察法与逆变器硬件设计相结合，确保系统在各种光照条件和温度环境下均能稳定高效地工作。此外，还需要考虑系统的稳定性、效率和成本等因素。 9. 软件仿真模型 对于研究和教学目的，MPPT扰动观察法的模拟通常利用各类仿真软件进行，例如本文提到的MPPT.slx文件可能是MATLAB/Simulink环境下设计的仿真模型。这样的模型能够模拟扰动观察法在不同条件下对光伏系统最大功率点跟踪的效果，帮助设计者优化算法和系统设计。