传统MPPT技术的优化改进方法

由于传统的MPPT方法，特别是扰动观察法、电导增量法以及恒定电压法等，具有原理简单、实现容易的特点；因此如果能对其进行适当改进，使之能够实现多峰值特性下的寻优，是一种不错的选择。下面介绍两种基于这种思路的阴影条件光伏阵列MPPT方法。

图6-11 基于大步长扰动的扰动观察法

6.4.1.1 基于大步长扰动的扰动观察法

基于大步长扰动的扰动观察法的程序流程图如图6-11所示。首先在当前最大功率点给一个方向为负的大步长扰动，如果检测到斜率为正，则继续向左大步长扰动；如果检测到斜率为负，则利用扰动观察法进行区间跟踪，将跟踪到的最大功率点的电压和功率保存下来。如果此时的最大功率点大于上一次保存的最大功率点，则最大功率点的功率和电压信息及时更新，然后继续向左大步长扰动，否则最大功率点功率和电压不更新，向右大步长扰动；如果电压大于设定值，则搜索结束。大步长的选取对这种方法有着很大的影响，步长较大，可能会跳过最大功率点，跟踪过程中会出现一定的“盲区”；步长较小，其原理等效于扰动观察法，无法有效地跟踪到最大功率点。

6.4.1.2 全局扫描法(www.xing528.com)

由于常规的MPPT算法可能会陷入多峰值特性中某个非最大功率点附近，而找不到真正的最大功率点，因而可以在常规的MPPT算法基础上，定时开启全局扫描，重新确定最大功率点区域。确定新的最大功率点区域后，再使用常规的MPPT方法实现寻优。这就是全局扫描法的基本思路。

全局扫描法的具体做法如下：如果后级电路为Boost电路，则先将占空比设为80%左右，然后逐渐减小，光伏组件从短路电流区向开路电压区不断移动，即对光伏组件进行全局扫描。在扫描光伏组件P-U曲线的过程中，不断更新光伏组件输出的最大功率点，以及最大功率点对应的电压。当占空比到达设定的值时，扫描结束，然后运用恒定电压法返回到最大功率点处。当到达下一设定时间时，重新进行扫描，保持光伏组件运行在最大功率点处。

如果占空比定步长减小，光伏组件的工作点从短路电流区向开路电压区移动，然而移动的速度是不一样的。在短路电流区移动的速度较快，随着时间的进行，移动速度越来越慢。这种做法的缺点是，在不同阶段的采样精度是不一样的。因此可以用电压作为指令，让指令电压线性增加，然后通过PI调节器来调节占空比。

全局扫描法具有原理简单、实现容易等特点，但也存在两个严重的问题。首先是准确性与快速性的矛盾。如果搜索步长过大，可以满足快速性要求，但准确性则大大降低；如果搜索步长过小，准确性较高，而搜索时间过长。此外，电流较长时间运行在短路电流区，开关器件的通态损耗过大，系统变换效率降低。