于波　孙仲刚　刘克铭　李亚彬　荣丹丹　何毅　王会晓

摘 要：太阳能功率优化器是近年来兴起的一种单组件级别的功率跟踪和转换设备，能大幅降低光伏阵列在阴影遮挡、组件失配时的功率损失，因此具有广泛的应用前景。本文介绍了功率优化器的工作原理，指明功率优化器在最大功率点跟踪算法和组件监控方面的优势；分析了功率优化器的拓扑结构，发现能够大幅提升屋顶系统的安全性能，只是并联型功率优化器存在升压跨度较大的缺陷；最后概要指明了功率优化器的发展趋势。

关键词：太阳能；功率优化器；最大功率点跟踪；拓扑结构；

1、引言

光伏应用中的最大功率点跟踪（Maxim Power Point Tracking， MPPT）系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏组件能够输出更多电能的电气系统[1-3]。MPPT技术本质上是一个自寻优过程，即通过测量电流和电压，判定当前工作点与峰值功率点的位置关系，进而调节工作点电流或电压，使其向峰值点靠拢，最终使光伏阵列工作在峰值点附近。但是当今的太阳能市场，MPPT技术严重影响着光伏阵列的发电效率[4-5]。

组串式逆变器作为多组件级别的转换设备，即使采用多路MPPT技术，环境中无法预测的阴影遮挡和组件间不可避免的性能失配，仍会严重影响着光伏阵列的输出功率[6-8]。此外，组串式逆变器要求同串组件保持一致的安装角和倾斜角，周围环境不宜存在遮挡情况，如此束缚对于系统设计和逆变器控制而言都是一个难题，于是单组件级别的功率跟踪和转换设备就越来越被市场所关注，其中最具代表性的产品是功率优化器（Power Optimizer， PO）。……