1、太阳能光伏电站MPPT控制系统解析

太阳能光伏电站MPPT控制系统解析

1. 太阳能光伏电源的经济层面

在过去十年间，太阳能发电量有了显著的增长。这主要得益于太阳能是成本最低的电力来源之一。通过对比光伏模型每兆瓦时电力价格与其他能源的价格走势，能明显看出光伏电力成本的下降趋势。在2014 - 2015年，光伏电力成本实现了与电网平价，如今，其成本比其他类型能源发电厂的电力成本低1.2 - 2.5倍。由于光伏价格持续降低，太阳能电力市场成为全球经济中快速发展的贸易领域，目前每年市场规模估计超过100亿美元，且未来还有进一步增长的潜力。多数经济预测认为，光伏价格将继续下降，这使得光伏太阳能电力在不久的将来成为最出色、最有前景的能源。

2. 光伏设施控制的主要要求

光伏设施控制的常见需求可从经济角度考虑，目标是实现最低的平准化电力成本（LCOE），其计算公式如下：
[LCOE = \frac{Total \ Life \ Cycle \ Cost}{Total \ Lifetime \ Energy \ Production}]
公式中，分子代表一些常量和可忽略的可变参数，分母代表光伏组件的总使用寿命，目前通常认为约为25年。光伏组件的使用寿命不仅取决于半导体制造技术，还受环境因素影响。

3. 光伏特性

光伏电源具有独特的特性，主要包括以下方面：
- 电流 - 电压（I - V）特性 ：光伏电池的输出电流和电压之间存在特定的关系。在光照强度和温度一定的情况下，I - V曲线呈现出非线性特征。当光伏电池开路时，输出电压达到最大值（开路电压$V_{oc}$），此时电流为零；当光伏电池短路时，输出电流达到最大值（