广西大学行健文理学院 邓孟华

0 引言

由于太阳能的特性，作为一种绿色可以再生的能源，光伏发电逐渐成为了能源研究的一个重要热点。目前光伏发电虽然还有着技术，成本等一些限制，但是由于其利用于太阳能，因此在未来仍有着很广泛的前景。光伏输出具有非线性的特点，对于环境的因素也较为敏感，加上自身的阻抗影响，需要运用最大功率点跟踪[1]( Maximum Power Point Tracking， MPPT) 策略进行控制，从而获取更多的能量，保持光伏输出的稳定。

1 光伏发电的特性

光伏电池的原理就是半导体吸收光子，进而在内建电场的作用下，使得PN结两端形成电动势[2]。太阳能电池的等效电路如图1所示。

由图1根据光伏原理可得公式（1）：

式（1）中：I为太阳能电池输出电流，A；q为电子电荷常数；I0为反向饱和电流，A；A常数因子(正偏电压大时A值为1，正偏电压小时A值为2)；K为波尔兹曼常数；T绝对温度，K。通常情况下，一个理想的太阳能电池，串联电阻Rs很小，而并联电阻Rsh很大。

图1 光照时太阳能电池的等效电路

图2 太阳能电池负载曲线

图2是太阳能电池负载的特性曲线，由图2可以看出，当电压为Um的的时候，输出的功率为最大的状态[3]，即：

太阳能输出的功率，收到周围环境因素的影响，诸如光照、温度等，此外还与其串联的外电阻阻值有关。

2 最大功率点跟踪技术研究与仿真

MPPT其本质就是通过控制输出变量参数的数值，寻找最优的输出点，使得光伏阵列能够在不同的环境和光强度下保持输出功率的最大。实现最大功率点跟踪控制的方法很多，常用的MPPT方法有：电导增量法、扰动观察法、恒定电压法、滞环比较法、最优梯度法等。……