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 隨著環(huán)境污染日益嚴重以及能源危機的加劇，清潔的可再生能源在電力系統(tǒng)中占的比重也越來越大，太陽能憑借其獨有的優(yōu)勢成為新能源首選。因此，了解光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電原理以及提高發(fā)電效率的方法是非常重要的。這里介紹了一個針對并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT算法。該系統(tǒng)采用單級式結構，省去了儲能環(huán)節(jié)，拓撲結構簡單，且效率高。

眾所周知，光伏電池板作為光伏系統(tǒng)里很重要的組成部分，是整個系統(tǒng)能量的來源，不可或缺。但光伏電池容易受到外界溫度、日照強度等環(huán)境因素的印象，使得其輸出功率始終在發(fā)生變化。為了充分利用太陽能電池板并使系統(tǒng)能盡可能地穩(wěn)定工作，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中最大功率跟蹤技術的加入便顯得十分必要。從電子系統(tǒng)方面考慮，對光伏組件進行最大功率點跟蹤是降低發(fā)電成本、提高發(fā)電效率的最直接、最有效的方法。

1、光伏電池輸出特性分析

光伏電池受外界因素（如環(huán)境溫度、日照強度等）影響，輸出具有強烈的非線性，其數(shù)學模型可表示為：


式（1）也即光伏電池的I-U特性關系，其中：I、U分別為光伏電池輸出電流和端電壓；A、B與PN結材料特性相關的系數(shù)；k為波茲曼常數(shù)；T為絕對溫度；q=1.602*10-19C為電荷電量；Rs、Rsh為別為等效串聯(lián)電阻和等效并聯(lián)電阻。

將式（1）轉化為工程化數(shù)學模型，并加入適當補償銀子，可建立光伏電池的軟件仿真模型，對于該模型本文采用PSIM仿真軟件來建立，并結合MATLAB軟件對該模型的可用性和正確性進行驗證，仿真結果如圖1所示。



圖1 太陽能電池仿真模塊光伏特性曲線

由圖1中的四張圖我們可以得出如下兩條關于光伏特性的結論：

（1）在光伏電池結溫不變的情況下，光伏電池的輸出最大功率隨日照強度的增強而增大，且最大功率點對應的電壓幾乎相同；在日照不變的情況下，太陽能電池的輸出最大功率隨組件結溫的升高的變化趨勢與恒溫日照變大情況下功率變化趨勢相反，結溫越大，太陽能電池能輸出的最大功率反而越小，且最大功率點對應的電壓也隨著結溫的升高而下降。

（2）在光伏電池結溫不變的情況下，日照強度越大，光伏電池的短路電流也越大，恒流區(qū)對應的端電壓區(qū)間也越??；在日照不變的情況下，光伏電池的結溫幾乎不對短路電流產(chǎn)生影響，隨著溫度的上升極板的輸出短路電流只是略有增加，而光伏電池的開路電壓則隨著電池結溫的升高而下降，且下降幅度較大。