MPPT 是逆變器非常核心的技術,MPPT 電壓在進行光伏電站設計時一項非常關鍵的參數,首先我們來認識一下什麼是 MPPT:
MPPT 控制器的全稱 “最大功率點跟踪”(Maximum Power Point Tracking) 太陽能控制器,是傳統太陽能充放電控制器的升級換代產品。

MPPT 控制器能夠實時偵測太陽能板的發電電壓,並追蹤最高電壓電流值 (VI),使系統以最大功率輸出對蓄電池充電。應用於太陽能光伏系統中,協調太陽能電池板、蓄電池、負載的工作,是光伏系統的大腦。最大功率點跟踪系統是一種通過調節電氣模塊的工作狀態,使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統能夠將太陽能電池板發出的直流電有效地儲存在蓄電池中,可有效地解決常規電網不能覆蓋的偏遠地區及旅遊地區的生活和工業用電,不產生環境污染。
一、MPPT 作用#
MPPT 的作用是什麼?由於太陽能電池受到光強以及環境等外界因素的影響,其輸出功率是變化的,光強發出的電就多,帶 MPPT 最大功率跟踪的光伏逆變器就是為了充分的利用太陽能電池,使之運行在最大功率點。也就是說在太陽輻射不變的情況下,有 MPPT 後的輸出功率會比沒有 MPPT 前的要高,這就是 MPPT 的作用所在。就假設說 MPPT 還沒開始跟踪,這時組件輸出電壓是 500V,然後 MPPT 開始跟踪之後,就開始通過內部的電路結構調節回路上的電阻,以改變組件輸出電壓,同時改變輸出電流,一直到輸出功率最大 (假設是 550V 最大),此後就不斷得跟踪,這樣一來也就是說在太陽輻射不變的情況下,組件在 550V 的輸出電壓情況,輸出功率會比 500V 時要高,這就是 MPPT 的作用。
最大功率點跟踪的原理隨著電子技術的發展,當前太陽能電池陣列的 MPPT 控制一般是通過DC/DC 變換電路來完成的。
其原理框圖如下圖所示。光伏電池陣列與負載通過 DC/DC 電路連接,最大功率跟踪裝置不斷檢測光伏陣列的電流電壓變化,並根據其變化對 DC/DC 變換器的 PWM 驅動信號佔空比進行調節。

二、MPPT 原理#
對於線性電路來說,當負載電阻等於電源的內阻時,電源即有最大功率輸出。雖然光伏電池和 DC/DC 轉換電路都是強非線性的,然而在極短的時間內,可以認為是線性電路。因此,只要調節 DC-DC 轉換電路的等效電阻使它始終等於光伏電池的內阻,就可以實現光伏電池的最大輸出,也就實現了光伏電池的 MPPT。
MPPT 的算法目前,光伏陣列的最大功率點跟踪 (MPPT) 技術,國內外已有了一定的研究,發展出各種控制方法,常用的有以下幾種:
(1)恆電壓跟踪法 (Constant Voltage Tracking 簡稱 CVT)
(2)干擾觀察法 (Perturbation And Observationmethod 簡稱 P&O)
(3)增量電導法 (Incremental Conductancemethod 簡稱 INC)
(4)基於梯度變步長的電導增量法等等。
(這些算法只能用在无遮挡的條件下)
1)單峰值功率輸出的 MPPT 的算法目前,在无遮挡條件下,光伏陣列的最大功率點跟踪 (MPPT) 的控制方法常用的有以下幾種:恆電壓跟踪法 (Constant Voltage Tracking 簡稱 CVT) 干擾觀察法 (Perturbation And Observationmethod 簡稱 P&O) 增量電導法 (Incremental Conductancemethod 簡稱 INC) 基於梯度變步長的電導增量法,等等。
2)多峰值功率輸出 MPPT 算法普通的最大功率跟踪算法,如擾動觀測法和電導增量法在一片雲彩的遮擋下就有可能失效,不能實現真正意義的最大功率跟踪。目前,國際上也有人提出了多峰值的 MPPT 算法,主要包含如下三種:結合常規算法的複合 MPPT 算法Fibonacci 法短路電流脈衝法
總結:目前業內已經認識到了逆變器多 MPPT 通道的重要性,多 MPPT 的組串光伏逆變器已經被廣泛的認可。