2022-04-01

光伏中总被提到的MPPT,到底是什么?



在光伏电站运行过程中,我们总希望光伏系统可以最大限度地将光能转化为电能,一直保持高效工作。那么,如何才能让光伏电站发电效率最大化,达到理想效果呢?


禾迈实验室,帮你读懂光伏。今天,我们一起聊聊影响光伏电站发电效率的重要因素之一——最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking 简称MPPT)MPPT具体是什么? 它为什么如此重要?其背后的原理是怎样的?让我们一起看看吧。




01
什么是MPPT


首先,我们需要知道什么是“最大功率点”。在一样的光照条件下,光伏组件在不同的工作电压会有不同的输出电流。当光伏组件在某个特定电压工作时,该特定电压与输出电流的乘积(即功率)达到最大值,这个工作点就是最大功率点,也是光伏组件发电效率最高的时候。


然而,通常情况下,光伏发电功率会被多种因素影响,比如日照越强,光伏组件输出功率越大;又如光伏电池温度越高,光伏组件输出功率越小。因此,在不同环境中,光伏组件的最大功率点会随着实际情况变化

如何保证光伏组件在不同情况下一直获得最大功率点呢?

这时候,我们就需要MPPT。MPPT相当于光伏组件的大脑,是一个自动寻优的过程,能够实时侦测光伏组件的发电电压,并追踪最高电压电流值,使光伏电站能在不同的日照和温度环境下跟踪最大功率点,使系统输出最大功率。




02
如何跟踪最大功率点


MPPT给光伏电站带来的效益毋庸置疑,我们是通过什么方式来跟踪最大功率点呢? 

当前光伏电池阵列里的MPPT控制一般是通过DC-DC(直流-直流)变换电路来完成的,它可以将大小固定的直流电压变换成可调节的直流电压


光伏电池阵列与负载以DC-DC电路连接,通过最大功率跟踪装置来不断检测光伏阵列的电流电压变化。对于线性电路来说(虽然光伏电池和DC-DC转换电路都是强非线性的,但是在极短的时间内,我们可以认为是线性电路)当负载电阻等于电源的内阻时,电源就能输出最大功率。

因此,我们可以了解到,只要调节DC-DC转换电路的等效电阻,使它始终等于光伏电池的内阻,就可以实现光伏电池的最大输出,也就实现了对MPPT的控制。




03
MPPT的实际应用


这时候有人会问:“MPPT既然这么有用,我怎么一直没见过?”

其实,MPPT就“藏”在逆变器中。以微型逆变器为例微型逆变器的组件级 MPPT控制器分别跟踪每一块光伏组件的最大功率点。这意味着,如果某块光伏组件运行效率不佳,也不会影响其他光伏组件,比如在整个光伏系统中,有块组件被遮挡了 50%的阳光,此时其他组件的最大功率点跟踪控制器会继续保持各自的最高产能效率。 

为了检验在现实条件下禾迈一拖四系列微逆的MPPT控制器性能,工作人员实地进行了实验,以了解其在多云天气下、光照强度大幅变化时的运行情况。

红线反映了光伏组件一整天的实际最大功率,蓝线反映了最大功率点跟踪控制器预测的最大功率点。由于禾迈一拖四系列微逆对最大功率点预测精准,蓝线与红线完全重叠。


而且微型逆变器极为智能,自带组件级监控,能够监控组件级电压、电流、功率等信息,通过布局图实现精准定位,可以全球范围内远程、实时监控每块组件发电状态。  




04
禾迈实验室总结


为了使光伏组件始终在最大功率点工作,选择带有MPPT功能的逆变器尤为重要,这是影响整个光伏电站发电效率的重要因素。

作为MPPT的载体,微型逆变器可以对每块光伏组件的输出功率进行精细化调节及监控,适合复杂的分布式光伏场景,在高阴影遮挡、复杂布局的屋顶也可以“运用自如”。

禾迈实验室,帮你读懂光伏。如果你有关于光伏的问题,可以在公众号留言咨询,我们会有专业技术人员帮你答疑解惑。今天的话题到这里就结束了,我们下期再见。

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