22、光伏系统最大功率点跟踪与智能手机节能方案

光伏系统最大功率点跟踪与智能手机节能方案

1. 光伏系统最大功率点跟踪

在光伏系统中，当存在全局最大功率点（GMPP）和多个局部最大功率点（LMPPs）时，传统的跟踪方案如P&O和INC算法很可能会陷入局部最大功率点，从而导致持续的功率损失。因此，需要全局最大功率点跟踪（GMPPT）技术。

1.1 光伏系统特性与目标函数

为了模拟光伏模块的行为，假设其由单二极管模型表示，其电流方程为：
[I_{PV} = I_{ph} - I_{o} \left[\exp\left(\frac{V_{PV} + R_{s}I_{PV}}{A}\right) - 1\right] - \frac{V_{PV} + R_{s}I_{PV}}{R_{sh}}]
其中，(I_{ph})是光生电流，(I_{o})是反向饱和电流，(R_{s})和(R_{sh})分别是串联和并联电阻，参数(A = \eta mkT/q)。

考虑一个由四个串联模块组成的光伏串，其电压是各模块电压之和，电流等于每个模块的电流。不同光照条件下，光伏串的功率 - 电压（P - V）曲线会有所不同。当所有模块接受相同的900 W/m²光照时，P - V曲线有一个唯一的最大功率点；但当出现部分阴影时，会形成多个最大功率点，其中一个是全局最大功率点。传统的P&O技术无法确定全局最大功率点，因此需要采用全局MPPT算法。

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曲线	模块1光照 (W/m²)	模块2光照 (W/m²)	模块3光照 (W/m²)