光伏发电的特性和光伏电池的转换效率

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　　光伏发电的特性和光伏电池的转换效率：光伏电池相当于具有与受光面平行的极薄PN截面的大面积等效二极管。光伏发电具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点。但是由于光伏系统本身非线性和光电池制造工艺复杂的特点，导致其转换效率一般为14％～15％。为了让太阳能电池阵列在同样日照、温度的条件下输出更多的电能，提出了最大功率点跟踪(MPPT)问题。
　　MPPT本质上是一个寻优过程。通过测量电压、电流和功率，以及比较它们之间的变化关系，决定当前工作点与峰值点的位置关系，然后控制电流(或电压)向当前工作点与峰值功率点移动，最后控制电流(或电压)在峰值功率点附近一定范围内来回摆动。模糊控制适应性强，鲁棒性好，作为一种新的控制思想，非常适合用在对于太阳能光伏发电这种包含许多不确定量，而且很难用精确的数学模型描述出来的系统。
　　在光伏系统中，通常要求光伏电池的输出功率保持在最大，也就是让光伏电池工作在最大功率点，从而提高光伏电池的转换效率。MPPT就是一个不断测量和不断调整以达到最优的过程，它不需要知道光伏阵列精确的数学模型，而是在运行过程中不断改变可控参数的整定值，使得当前工作点逐渐向峰值功率点靠近，使光伏系统运作在峰值功率点附近。
　　对于电阻型负载，其负载线与I-V曲线的交叉点决定了光伏电池的工作点。不同的负载RL决定了不同的工作点。因此在不同温度、日照强度条件下，当最大功率点发生漂移时，可通过调整负载使光伏电池重新工作在最大功率点处。关于光伏电池的最大功率点跟踪算法，已提出过多种方法，如电压回授法、扰动观察法、功率回授法、直线近似法、实际测量法和增量电导法。
　　然而，在光伏组件环境变化复杂的情况下，这些方法不能即时追踪，迅速反应。常规方法只能收敛到局部最高运行点，却不是P-V曲线的真正最高点。于是提出了占空比扰动法。一般光伏发电系统的结构，MPPT控制器通过调整PWM信号的占空比D，来调节输入／输出关系，从而达到阻抗匹配的功能。
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