(完整版)单相光伏并网逆变器的研究40本科毕业设计41
独立光伏系统逆变电源研制--毕业设计论文
［ 州ｏ ］ ｈｏ ｌｉ ｏ ｒ ｓｍ ｓｉｈ ｏｅｓ ｃ Ｐｓｐ ｌｉ ｉ Ｉ ｒｅ ｏｅ ｐ ｔｏａ ｐ ｅ斗ｔ ，ｗｔ ｐｗｒｏｒ， ｕ 一 ｌｃ ｕ，ｎｇ ｔ Ｐｗｒ ｅ Ｋ ｄ ｒ ｏ ｖｔｃ ｗ ｅ ｃ ｕ ｅ ｈ ｕ ｒ ｔ ｔ ａｄ ｃ ｅ
Ｍｏｕ ， ｖｒ杭Ｓ ｕｏ ａＰｌ一 ｌｈ ｏｕａｏ ｄｌ Ｉ ｅ ｅｎ ｔ ｅ ｉ ｓｉ ｌｕｓ ｗｄ ｍ ｄｌｌ ｎ ｄ ｅ ｔ ｔ ｎ
摘要
摘
要
近年来，光伏发 电技术有了广泛的应用，随着我 国新能源法 的颁布 ，光伏发 电系统将在我 国拥 有更广阔的发展空 间。逆变 电源是光伏发电系统 的重要部件，其性能对 光伏系统的应用产生较大影 响。目前，国内纯正弦波输 出逆变 电源主要采用 工频变压器升压输出，这种逆变器体积大、笨重 、 价格也较高，难以适应技术发展和市场 需求 。为此 ， 本文提出采用 “ 推挽 电路＋ 高频升压十 全桥逆变” 的逆变电源设计方案 ， 有助于降低系统体积并提高系统效率 。 整个系统设计分 为硬件和软件两方面， 其 中硬件分为直流升压环节和逆变环节 。 在直流升 压环节 ，本文采用电压电流双反馈 ，避免 了高频变压器磁 偏饱和 问题 ，同时增加了系 统稳定性和动态响应速度。控制器为 Ｕ ３４ 电流型控制芯片 。论文也详细讨论了高频变压器的设 Ｃ８ ６ 计 ，滤波元器件参数选择。 在逆变环节 本文采用 Ｉ酬 集成功率模块 ， ， Ｐ 简化 了驱动电路设计 。由于 ＩＭ 自带欠压保护、短 Ｐ 路保 护功能 ，增 加 了系统抗干 扰能力 。控制芯 片采用价格 便宜 、性能优 越的 盯 ７ 系列单片 机 ｍ Ｌ Ｃ ３ ，生成 ＳＷＭ 波并监控系统状态。 Ｐ２ ２ １ Ｐ
ＬＩ Ｌ 太阳能光伏发电的优点
太阳光辐射能经太阳能电 池转换为电能，再经过能量存储、能量变换控制等环节，向负载提供 合适的 直流或者交流电能。 与常规发电 和其他绿色能源发电技术相比， 太阳能光伏发电 技术有以 卜 不可比 优势１ ０ 拟的 ０ ］ ２： ３ ｌ ］ （ 是真正的无污染排放、 ） １ 不破坏环境的 可持续发展的绿色能源： ２ （ 能量具有广泛性， ） 随处可得，不受地域的限制； ３ （ 于无机械转动部件而运行可靠， ）由 故障率低； ４ （ 维护简单， ） 可以无人值守； ） ５ （ 应用场合广泛和灵活，既可以 独立于电网 运行， 也可以与电网井网 运行： ） ６ （ 无需架设输电线路，可以 方便地与建筑物相结合； ７ （ 建站周期短， ） 规模大小随意，发电 效率不随发电规模的大小而变。 太阳能光伏发电系统由 于安全可靠、 无噪声、无污染、维护简单、使用寿命长 、规模灵活，既 可一家一户地分散供电， 也可大规模集中 供电 或并网运行，应用几乎不受地域条件的限制，资源量 又非常丰富，因而始终受到青睐，被誉为２ 世纪的土要发展能源。 １
单相光伏发电并网逆变器研究
３ 逆 变 器 的 锁 相 技 术 简介
为 了保证 电网的稳 定性 ，所有 并入 电网 的 电流都要维持固定的相位和频率 。光伏发 电 的 电量是随着光照强度而变化 的，所 以为 了保 证并网逆变器输 出电流的频率和相位与主 电网 保 持 一 致 ，就 要 用 到 并 网 逆 变 器 的 锁 相 技 术 。
电子技术 ・ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
单相光伏发 电并 网逆变器研 究
文／ 秦 太 虎
市电电压相 同频率和相位 的电流输送到 电网。 随 着全 球 能源 的 日益 匮乏， 太 阳能作 为 可再 生 能源具有 非 常 广 阔的发 展 前景 光伏 发 电并 网 逆 变 器 是 太 阳 能 并 网的 关键 部 分 ， 其 性能 的好 坏直接 关系到 整个 光 伏 发 电 并 网 系统 的 性 能 。 简 要 介
根 据 电路 的拓扑 结构 的不 同可 以将 逆变 会造成孤 岛效应 。孤 岛效应会对 电网的安全运 行造 成很 大 的危 害 ，严 重 时会 造 成用 电 设备 的 器 分为单相全桥 逆变器、三相半桥逆变器以、 三 相全桥逆 变器 以及多电平逆 变器四类。本 文 损 坏 甚 至 是 人 身 伤 害 。 反 孤 岛 效 应 的 方 法 就 是 及 时 的 发 现 并 监 所 研 究 的 为 单相 逆 变 电路 。 ’ 测 孤 岛 效 应 。 目前 ，孤 岛 效应 的 检测 方 法 分 为 单相逆 变 电路 的 电路 图为将 两个 开关 管 被 动检测法 和主动检测 法两种 。被动检 测法 是 ＶＴ１ 和 ＶＴ ３串联 ，ＶＴ ２和 ＶＴ ４串联，之后 将 通过不断监测系统的输 出来判断是否存在孤岛 串联后的两组开关管并联 ，中间连接 负载 Ｒ。 这 样 当对 开 关 管 ＶＴ １和 Ｖ Ｔ ４ 、ＶＴ ２和 ＶＴ ３同 效 应 。 主 动 检测 法 则主 动 对 电 网 系 统 的 参 数进 时开 通和关 断时 负载 Ｒ两 侧就 会产 生交流 电 行 扰 动 ，通 过监 测 电 网 的 响应 来 判 断孤 岛 效应 压。为了获得正弦波 电压 ，在每半周期 内两个 的 发 生 与 否 。
单相光伏并网逆变器的研究
安全性：提高光 伏并网逆变器的 安全性，降低安 全隐患，提高用 户满意度。
提高逆变器 的效率和稳 定性
降低逆变器 的成本和体 积
提高逆变器 的智能化程 度
研究新型光 伏并网逆变 器拓扑结构
研究光伏并 网逆变器的 控制策略和 算法
研究光伏并 网逆变器的 故障诊断和 保护技术
降低生产成本，受雷击损坏
06
家庭光伏发电系统 商业光伏发电系统 工业光伏发电系统
农业光伏发电系统 公共设施光伏发电系统 交通设施光伏发电系统
效率高：单相光伏并网逆变器效率更高，可以更好地利用太阳能资源。 稳定性好：单相光伏并网逆变器稳定性好，可以更好地适应各种环境条件。 安全性高：单相光伏并网逆变器安全性高，可以更好地保障用户的安全。 成本较低：单相光伏并网逆变器成本较低，可以更好地满足用户的经济需求。
2000年代：单 相光伏并网逆 变器的商业化 应用
2010年代：单 相光伏并网逆 变器的技术升 级和优化
0
0
0
0
1
2
3
4
单相光伏并网逆变器已经实现了高效率、高可靠性和高稳定性 逆变器技术已经能够适应各种复杂的电网环境，包括电压波动、频率波动等 逆变器技术已经能够实现对光伏发电系统的智能控制和优化调度 逆变器技术已经能够实现对光伏发电系统的远程监控和故障诊断
加强技术创新，提高逆变器 效率和稳定性
加强与光伏产业的合作，推 动产业链协同发展
加强政策支持，推动光伏并 网逆变器产业的发展
汇报人：
功率因数校正： 提高光伏并网逆 变器的功率因数， 降低谐波污染
电压控制：实现 光伏并网逆变器 的电压稳定控制， 提高电网的稳定 性
电流控制：实现 光伏并网逆变器 的电流稳定控制， 提高电网的稳定 性
单相光伏并网逆变器的设计
单相光伏并网逆变器的设计
在设计单相光伏并网逆变器时，首先要确定逆变器的额定功率。
根据
光伏电池板的额定功率和数量，可计算出所需的逆变器功率。
此外，还需
要考虑逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）性能，确保在不同的光照条件下
能够实时追踪光伏电池板的最大功率点，以提高系统的效率。
接下来，需要选择合适的逆变器拓扑结构。
目前常用的拓扑结构有单
级逆变器和多级逆变器。
单级逆变器结构简单，但效率较低，适用于小功
率应用；而多级逆变器结构复杂，但效率较高，适用于大功率应用。
根据
实际需求来选择适合的拓扑结构。
另外，在设计过程中还需要考虑到逆变器的控制策略。
一种常用的控
制策略是相位锁定环路（PLL）控制。
PLL控制可以确保逆变器输出的交
流电与公共电网同步，以避免发生干扰或相位不匹配。
此外，还需要考虑
到电流控制、电压控制、频率控制等方面的控制策略。
同时，逆变器的可靠性也是设计过程中需要考虑的重要因素。
在设计
中应选择可靠性较高的元件和材料，同时进行充分的散热设计，以确保逆
变器在长时间运行时不会过热受损。
最后，还需要在设计中考虑到逆变器的通信接口和监控系统。
逆变器
通常需要具备与电网通信以实现并网功能，并提供与用户的通信以方便监
控运行状态和故障诊断。
综上所述，单相光伏并网逆变器的设计需要考虑到逆变器的额定功率、拓扑结构、控制策略、可靠性以及通信接口等因素。
只有在全面考虑这些
因素的前提下进行设计，才能确保逆变器的性能和可靠性，并实现可持续
发展。
毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计
摘要随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的，总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少，其价格也会提高，这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源，特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富，其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电，并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器，在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析，同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU，阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍，对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。
重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素，并得出相应的结论。
3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分，文中分析了各部分设计重点，明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点，同时给出了控制及软件实现方法。
4.光伏电池发电输出是非线性的，存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。
本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法，并结合本设计提出了改进方法。
使光伏电池工作于最大输出功率点上，获得高效功率输出。
5.在实际太阳能并网发电系统中，太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的，如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨，重点对“孤岛效应”进行了分析。
单相光伏并网逆变器的研究
１ 引 言 随 着传 统能 源 的 日益 枯 竭 ， 球 面 临 严 重 的 能 全
源危 机 ， 同时 ， 量使用 化 石燃料 给 环境 带来严 重危 大 害 。要 解决 能源 问题 ， 能依 靠 大 规 模 地 开 发 利用 只
４０ ０ Ｖ左 右 。最 大 功率 点 跟 踪 就 是 根据 太 阳能 电池
的伏 安 特 性 ， 调节 Ｂ ｏｔ 路 的 占空 比来 调 节 太 阳 ｏｓ 电 电池 的工作 电压 ， 而保 证 太 阳 能 电池 板始 终 工 作 从
在 最大 功率 点处 。
２ ２ ＤＣ ＡＣ 单 元 ． ・
第３ ２卷 第 ２期
２１ ０ ３年 ４月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｖ ｎｃ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆＥｌｃ ｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｅ ｇ
Ｖｏ ． ２，Ｎｏ ２ １３ ． Ａｐｒ ２ ３ ． ０１
在 此基础 上 以 Ｔ ３ ０ ２ ０ ＭＳ ２ Ｆ ４ ６和 ＩＭ 为硬件 核心 ， Ｐ 研制 出 了 ５ Ｗ 的 实用化 产 品样 机 ， 场运行 结果 ｋ 现
表 明所提 出的控 制方 ；光伏 并 网 ；最大功 率 点跟踪 ； 孤 岛效应 逆 反
单 相 光 伏 并 网逆 变 器 的研 究
李 练 兵 ，王 同广 ，孙 鹤 旭
（ 河北 工业 大 学控 制 学 院 ， 津 ３ ０ ３ ） 天 ０ １０ 摘 要 ： 绍 了单 相 并 网逆 变 器的软硬 件控 制 回路 ， 介 包括 两级 式 单相 光 伏 系统拓 扑 结构 和 最 大功 率
毕业设计-单相光伏并网逆变器的控制原理及电路实现(DOC)
第一章绪论1.1 光伏发电背景与意义作为一种重要的可再生能源发电技术，近年来，太阳能光伏(Photovoltaie，PV)发电取得了巨大的发展，光伏并网发电已经成为人类利用太阳能的主要方式之一。
目前，我国已成为世界最大的太阳能电池和光伏组件生产国，年产量已达到100万千瓦。
但我国光伏市场发展依然缓慢，截至2007年底，光伏系统累计安装100MWp，约占世界累计安装量的1％，产业和市场之间发展极不平衡。
为了推动我国光伏市场的发展，国家出台了一系列的政策法规，如《中华人民共和国可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源十一五发展规划》等。
这些政策和法规明确了太阳能发电发展的重点目标领域。
《可再生能源中长期发展规划》还明确规定了大型电力公司和电网公司必须投资可再生能源，到2020年，大电网覆盖地区非水电可再生能源发电在电网总发电量中的比例要达到3％以上。
对于这一目标的实现，光伏发电无疑会起到非常关键的作用。
当下，我国地方和企业正积极共建兆瓦级以上光伏并网电站，全国已建和在建的兆瓦级并网光伏电站共11个（2008年5月前估计），典型的如甘肃敦煌10MW 并网光伏特许权示范项目，青海柴达木盆地的1000MW大型荒漠太阳能并网电站示范工程，云南石林166MW并网光伏实验示范电站。
可以预见，在接下来的几年里，光伏并网发电市场将会为我国摆脱目前的金融危机提供强大的动力，光伏产业依然会持续以往的高增长率，光伏市场的前景仍然令人期待。
光伏并网发电系统是利用电力电子设备和装置，将太阳电池发出的直流电转变为与电网电压同频、同相的交流电，从而既向负载供电，又向电网馈电的有源逆变系统。
按照系统功能的不同，光伏并网发电系统可分为两类：一种是带有蓄电池的可调度式光伏并网发电系统；一种是不带蓄电池的不可调度式光伏并网发电系统。
典型的不可调度式光伏并网发电系统如图1-1所示。
图1-1 不可调度式光伏并网发电系统从图1-1中可知，整个并网发电系统由光伏组件、光伏并网逆变器、连接组件、计量装置等组成，对于可调度式光伏并网发电系统还包括储能用的蓄电池组。
单相光伏并网系统的分析与研究
单相光伏并网系统的分析与探究摘要：随着能源危机和环境问题日益严峻，光伏发电作为一种清洁、可再生能源受到了广泛关注。
单相光伏并网系统作为光伏发电系统的一种，其特点是结构简易、安装便利、适用范围广泛，因此在家庭、商业和工业领域得到了广泛应用。
本文将对单相光伏并网系统的工作原理、构成因素以及影响因素进行分析和探究，旨在为光伏发电系统的设计、安装和运行提供理论指导和技术支持。
第一部分：引言随着全球能源需求的不息增加和化石燃料资源的日益枯竭，清洁、可再生能源成为了全球能源领域的探究热点。
其中，光伏发电作为一种具有宽广应用前景的新能源形式，以其无污染、零排放、长寿命等特点受到了广泛关注。
单相光伏并网系统作为光伏发电系统的一种，其具有结构简易、安装便利、适用范围广泛的特点，越来越多地被应用于家庭、商业和工业领域。
因此，对单相光伏并网系统进行深度分析和探究具有重要的意义。
第二部分：单相光伏并网系统的工作原理单相光伏并网系统主要由光伏阵列、逆变器、电网和测控系统组成。
光伏阵列负责将太阳能转换为直流电能，逆变器负责将直流电能转换为沟通电能，然后输出到电网中。
光伏阵列的输出电压和电流由光照强度和环境温度等因素决定，而逆变器则调整沟通电能的输出电压和频率以满足电网的要求。
第三部分：单相光伏并网系统的构成因素单相光伏并网系统的构成因素包括光伏阵列、逆变器、电网和测控系统。
光伏阵列是系统中最核心的部分，它由多个光伏组件组成，负责将太阳能转换为直流电能。
逆变器则是将直流电能转换为沟通电能，并依据电网的要求调整输出电压和频率。
电网是光伏发电系统的输出终端，接收逆变器输出的沟通电能并供电给用户。
测控系统负责对光伏阵列的工作状态进行监测和控制，并依据需要实施故障诊断和维护措施。
第四部分：单相光伏并网系统的影响因素单相光伏并网系统的性能受多种因素的影响，包括环境因素、系统配置和运行管理等。
环境因素主要包括光照强度、温度和湿度等，这些因素对光伏阵列的输出电压和电流产生重要影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单相光伏并网逆变器的研究轮机工程学院摘要能源危机和环境问题的不断加剧，推动了清洁能源的发展进程。
太阳能作为一种清洁无污染且可大规模开发利用的可再生能源，具有广阔应用前景。
并且伴随“智能电网”理论的兴起，分布式电力系统正日益受到关注，光伏逆变系统作为分布式电力系统的一种重要形式，使得对该领域的研究具有重要的理论与现实意义。
论文在分析光伏逆变系统发展现状与研究热点的基础上，探讨了光伏逆变系统的主要关键技术，对直接影响光伏逆变系统的工作效率以及工作状态的最大功率点跟踪控制、光伏逆变器控制等技术进行了详细研究。
为研究光伏逆变系统，本文建立了一套完整的光伏逆变系统模型，主要包括光伏电池模块，前级DCDC变换器，后级DCAC逆变器，以及相应的控制模块。
为了提高系统模型的准确性及稳定性，论文设计了一种输出电压随温度光照改变的光伏电池模型，提出了一种基于Boost 升压变换器的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略，并且将正弦脉冲宽度调制技术（SPWM）应用于逆变器控制。
最后在MatlabSimulink软件环境下搭建了光伏逆变系统的整体模型，完成系统性的实验验证。
经过仿真实验验证，所提出的光伏逆变系统设计方案正确可行，且输出达到了设计要求，为进一步实现并网功能提供了条件，具有较高的实用参考价值。
关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；光伏逆变系统；正弦脉冲调制技术ABSTRACTWith intensify of the energy crisis and environmental problems, the development of clean energy . The solar energy because of its friendly-environmental advantage and renewable property. With the proposition of the Smart Grid, Distributed Power System . As an important form of Distributed Power System, photovoltaic inverter system is the key of the research in this field.This paper discusses the key techniques of photovoltaic inverter system on the basis of analysis of development and research techniques such as maximum power point tracking (MPPT) which work efficiency and work condition and technology of PV inverter.In order to research PV inverter system, this paper builds an integral model, including PV battery model and DCDC converter and DCAC single phase inverter as well as corresponding control models. In order to improve the validity and the stability of the system, the paperuses a PV battery model whose output voltage changes with intensify of the illumination and the real time temperature. And this paper proposes a control method of MPPT on the basis of Boost converter and applies the Sinusoidal PWM in single phase inverter control. At last, we will build an integral PV inverter system by using MatlabSimulink software, to get a verification and validation.Through many simulation experiments, the proposed photovoltaic inverter system design is correct and feasible. And the output indicators meet the design requirements. The system paves the road to the further implement and grid connection and ，在这段过程中电感L上积蓄的能量为U i i L t on。
当T处于关断状态时，升压电路的输入电压U i和电感L共同向负载端电容C2充电并向负载提供能量，假设开关管T位于关断状态的时间是t off，这段过程中电感L 放出的电能为(U0–U i)i L t on。
则有：（2.13）化简得，（2.14）如果将电路中的损耗忽略不计，则负载消耗的电能只是由电源提供，即：（2.15）2.4.3后级单相全桥逆变器的工作原理单相全桥逆变电路的原理图如图 2.10示，它一共有4个桥臂，其中1个可控器件和1个反并联二极管组成一个桥臂，每一个半桥电路又由上下两个桥臂组成，2个半桥电路组合成一个全桥逆变电路。
在电压型逆变电路中，为了防止直流侧短路导致开关管电流过大烧坏，同一个半桥上的上下两桥臂不允许同时导通，即开关管T1和T3，T2和T4不能同时导通，这就要求其控制脉冲存在互补的关系。
在一个开关周期内，开关管T1和T4、T2和T3互补交替导通。
当开关管T1和T4导通、T2和T3截止时，两桥臂之间的电压U0﹦U d。
在由开关管T1和T4截止到T2和T3导通的过渡过程中，二极管D2、D3延续电流，从而使得流过电感L的电流连续，这时逆变器输出的电压U0﹦-U d。
当电流下降为0时，开关管T2、T3导通，流经电感的电流反向，逆变器输出端输出电压U0﹦-U d。
同理，在控制器发出栅极驱动信号使得开关管T2、T3截止和T1、T4导通时，二极管D1、D4续流，输出电压U0﹦U d，一直持续到续流电流减小至0后，开关管T1、T4才导通，输出电压U0﹦U d。
以后逆变器将不断重复以上过程，从而完成对直流电能的逆变。
图 2.10单相全桥逆变电路2.5最大功率点跟踪模块的原理及分析2.5.1最大功率点跟踪原理早期的并网逆变发电中存在着能量转换效率低、输出不稳定等问题。
为解决此类问题，MPPT 逐渐得到推广与发展。
最大功率点跟踪控制的基本思想就是依靠不断调节光伏阵列末端的输出电压，尽量使其数值逼近此时环境下输出功率最大时所对应的电压，从而提高系统发电能力。
在当前电池发电效率低的现状下，通过MPPT 进行功率提升的成本要低于增加光伏模块中电池个数提升功率的成本。
因此，最大功率跟踪装置也成为现代光伏发电系统中关键的部分，且未来经济潜力巨大，具有很大的市场空间。
为了确定光伏阵列以最大功率状态输出的须满足的条件，下面以带直流性负载的发电系统为例进行分析，交流负载也同样适用。
图2.11为光伏电池带直流负载工作时的等效电路。
ViRiIRo图2.11光伏系统等效线性电路上图中R i 是光伏电池的等效内阻，V i 是阵列内的电压。
通过电路原理计算出直流负载R o 消耗的功率为：o oi i o Ro R R R V R I P )(2+== （2.16）因为负载变化导致其分配功率发生变化，V i 、R i 都是常数。
因此为了让负载消耗的功率最大，将式（2.13）两端分别对R o 进行求导，得23()i o Ro i i o o dP R R V dR R R -=+（2.17）显然当上式为0时，P Ro是连续变化的，在时间很短时将其特性近似为线性的是可行的。
因此对式（2.16）进行求导取极值的处理是正确的。
从式（2.17）中可得，当外接负载的阻值等于光伏电池的内阻时，电池发出的功率最大客观上讲，无论是光伏电池还是DCDC变换器的特性都属于非线性特性，但可以改变直流-直流变换器的等效电阻使之与电源等效内阻相等，然后就不仅可以在负载变化微分段中实现最大功率跟踪，而且可通过重复上述工作可实现各负载变化微分段的MPPT[28]。
当光伏电池内阻等于直流-直流转换器等效电阻时，转换器上分得的电压为V i2，也就是说通过调节负载两端电压到V i2，光伏电池发出的功率就能够达到最大。
有文献介绍通过调节光伏电池输出电压实现MPPT，其实调节负载电压与光伏阵列输出电压本质上是一样的。
2.5.2 爬山法爬山法可理解为一种自寻优的控制过程，它的控制思想是：第一步，得出光伏阵列输出端的电压、电流信号，并利用乘法器将两者相乘得到此刻的功率（现时功率），第二步，将此刻的功率（实时功率）与前一时刻的功率（记忆功率）进行对比，利用对比之后的结果判断电压的增减[29]。
图2.12光伏电池伏安特性图2.13负载特性与爬山法MPPT寻优过程图2.12为光伏电池的负载特性（P-U）图，从图中可以看出光伏电池P-U曲线是一个单峰函数，其极值处即为功率最大的点。
从光伏阵列接收太阳能开始，其输出电压会周期性的发生弱变。
这里第一步首先将当前输出功率值（现时功率）P2与上一时刻记忆功率值P1进行比较并进行判断：若功率增加（即P2>P1），则可按输入的此变化方向继续变化一个∆V；若功率减少，则向其变化的反方向变化一个∆V。
如此重复上述过程即可实现动态跟踪。
例如，如果当前输出电压在Ｖpmax（最大功率点处对应的横坐标电压值）左侧时必须增大电压值；反之，应该减小输入电压，这样方可实现功率输出按照特性曲线渐变至最大功率点[25]。
图2.13为光伏电池伏安特性（I-U）图，图中a、b、c、d、e五个点为电池负载特性与伏安特性交点（即实际工作点）。
系统经过如上段所述过程达到a‟ 、b‟、c‟、d‟、e‟任意一个最大功率点后，经过一个时间延迟∆t后会重复前述过程，往复进行可控制光伏电池输出功率值动态保持在最大功率点附近。
图2.14为爬山法的控制原理。
图2.14爬山法MPPT控制原理示意图从上述分析可以得出，判断光伏阵列实时工作点所在位置的重点是MPPT装置。