【深度解析】逆变器MPPT的原理、作用及算法

来源:索比光伏网发布时间:2018-01-09 14:34:35

如图,光伏组件的输出电压和电流遵循I-V曲线(绿色)、P-V曲线(蓝色),如果希望逆变器输出的功率最大,就需要直流电压运行在红点所在的最大点,这个点就是最大功率点。假如最大功率点是550V,550V时功率是200W。此时,运行在520V时的功率约为190W,580V时约为185W,都没有550V时的功率大。逆变器如果跟踪不到550V,就损失了发电量,但不会对系统产生其他影响。

 

单块光伏组件的I-V、P-V曲线

那为什么还要不断跟踪呢?因为这个曲线随着光照强度、温度和遮挡的不同在变化着,最大功率点也就在变化了,可能早上最大功率点电压是560V,中午是520V,下午是550V,所以逆变器需要不断地寻找这个最大功率点,也就是最大功率点跟踪了,这样才能保证全天的电池板能量都能最大化地输出出来,不浪费太阳能资源。

在了解上述基本知识的基础之上,我们再来聊一聊MPPT。

一、什么是MPPT?

MPPT的定义

MPPT,即Maximum Power Point Tracking的简称,中文为“最大功率点跟踪”,它是指逆变器根据外界不同的环境温度、光照强度等特性来调节光伏阵列的输出功率,使得光伏阵列始终输出最大功率。

MPPT是逆变器非常核心的技术,MPPT电压在进行光伏电站设计时一项非常关键的参数。

MPPT的作用

由于太阳能电池受到光强以及环境等外界因素的影响,其输出功率是变化的,光强发出的电就多,带MPPT最大功率跟踪的逆变器就是为了充分的利用太阳能电池,使之运行在最大功率点。也就是说在太阳辐射不变的情况下,有MPPT后的输出功率会比有MPPT前的要高,这就是MPPT的作用所在。 举个例子,假设MPPT还没开始跟踪,这时组件输出电压是500V,然后MPPT开始跟踪之后,就开始通过内部的电路结构调节回路上的电阻,以改变组件输出电压,同时改变输出电流,一直到输出功率最大(假设是550V最大),此后就不断得跟踪,这样一来也就是说在太阳辐射不变的情况下,组件在550V的输出电压情况,输出功率会比500V时要高,这就是MPPT的作用。

二、单个光伏组件的MPPT的影响因素

一般来说,辐照度、温度变化对输出功率的影响,最直接就体现在MPPT上,也就是说辐照度和温度是影响MPPT的重要因素。

辐照度降低,光伏组件的输出功率会降低;温度升高,光伏组件的输出功率会降低;

辐照度对MPPT的影响


辐照度变化对光伏组件输出功率的影响

逆变器进行最大功率点跟踪(MPPT)即上图中功率最大的点。从上图可以看出,当辐照度下降的时候,最大功率点几乎是成比例降低的,如下表所示。

辐照度成比例下降时,MPPT电压略微下降;由于P=IU,辐照度下降时,P成比例下降,而U略微下降,因此电流I应该是成比例下降的。


温度对MPPT的影响


温度变化对组件输出功率的影响

从上图可以看出,当温度变化时,最大功率按照温度系数的比例逐渐下降,如下表所示。


由此可见:电流主要受辐照度的影响,电压主要受温度的影响。


三、光伏发电单元的MPPT及其原理与算法

光伏发电单元的MPPT


上面两张图都是一个光伏组件的MPPT跟踪,而在实际工程中,一个500kW的逆变器,往往要接80~90个光伏组串。

光伏阵列在使用过程中易受周围环境(如浮云,建筑物,树木遮荫等)和电池板表面的灰尘的干扰,导致光伏阵列的输出功率减小,输出特性曲线变得复杂。

如果一个电站,某一个组串后面有空调机组;又有一片树叶遮盖了某一块电池片;又有一片树荫遮挡了部分组件。那么不同的组串间必然存在输出功率偏差。因此,每个逆变器接入的光伏组串的输出特性曲线变得复杂,呈多极值点,如何找到最高的那个点,就需要MPPT了!


光伏方阵的输出功率曲线

最大功率点跟踪的原理

随着电子技术的发展,当前太阳能电池阵列的MPPT控制一般是通过DC/DC变换电路来完成的。其原理框图如下图所示。 光伏电池阵列与负载通过DC/DC电路连接,最大功率跟踪装置不断检测光伏阵列的电流电压变化,并根据其变化对DC/DC变换器的PWM驱动信号占空比进行调节。


MPPT系统原理框图

对于线性电路来说,当负载电阻等于电源的内阻时,电源即有最大功率输出。虽然光伏电池和DC/DC转换电路都是强非线性的,然而在极短的时间内,可以认为是线性电路。因此,只要调节DC-DC转换电路的等效电阻使它始终等于光伏电池的内阻,就可以实现光伏电池的最大输出,也就实现了光伏电池的MPPT。

MPPT的算法

目前,光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)技术,国内外已有了一定的研究,发展出各种控制方法常,常用的有一下几种:恒电压跟踪法(Constant Voltage Tracking 简称CVT)、干扰观察法(Perturbation And Observation method简称P&O)、增量电导法(Incremental Conductance method简称INC)、基于梯度变步长的电导增量法等等。(这些算法只能用在无遮挡的条件下)

1)单峰值功率输出的MPPT的算法

目前,在无遮挡条件下,光伏阵列的最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法常用的有以下几种:

恒电压跟踪法(Constant Voltage Tracking 简称CVT)干扰观察法(Perturbation And Observation method简称P&O)增量电导法(Incremental Conductance method简称INC)基于梯度变步长的电导增量法,等等。 2)多峰值功率输出MPPT算法

普通的最大功率跟踪算法,如扰动观测发和电导增量法在一片云彩的遮挡下就有可能失效,不能实现真正意义的最大功率跟踪。目前,国际上也有人提出了多峰值的MPPT算法,主要包含如下三种:

结合常规算法的复合 MPPT 算法Fibonacci 法短路电流脉冲法

总结:

目前业内已经认识到了逆变器多MPPT通道的重要性,多MPPT的组串逆变器已经被广泛的认可,其精准的算法也逐渐被推广。上海兆能必将深耕逆变器产业及MPPT算法,提高产品效率,推动行业进步。

责任编辑:suna
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
从环保餐具到自产绿电,昱能科技携手众鑫股份打造4.6MW微逆光伏电站来源:昱能科技 发布时间:2026-09-20 09:58:45

浙江众鑫环保科技打造“会发电”绿色工厂,4.6MW分布式光伏电站年发绿电500万度,100%覆盖厂区用电。采用昱能QT2D微型逆变器,直流电压≤120V保安全,组件级MPPT提升遮挡场景发电效率,IP67防护+智能运维保障长期稳定运行,减碳4985吨/年。

意大利一光伏逆变器企业宣布复产来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-20 08:50:36

意大利可再生能源开发商LEA Renergy于2026年通过司法拍卖,以约600万欧元收购已进入清算程序的光伏逆变器企业Enertronica Santerno的核心资产,并计划重启其位于博洛尼亚附近卡斯泰尔圭尔福的工厂。Santerno成立于上世纪70年代,深耕电力电子领域逾50年,业务涵盖工业自动化与光伏逆变器,在巴西、智利、西班牙、南非等地设有分支机构,全球累计装机达6.8GW。该企业曾于2016年由Enertronica控股整合,后因财务困境于2025年10月启动司法清算。本次收购资金来源于债券发行,暂不依赖新增银行贷款;LEA Renergy将积极申请意欧本土制造扶持政策,旨在恢复产能、重塑Santerno品牌在行业中的地位。(199字)

从“蟹产业”到“绿电产业”,锦浪320K逆变器赋能岱山产业园绿色升级来源:锦浪科技 发布时间:2026-09-17 09:45:54

中广核在舟山岱山蟹文化产业园建成5MW分布式光伏电站,采用锦浪320kW逆变器,实现高温、高湿、盐雾环境下高效稳定运行,最大效率99.02%,45℃满功率输出,PID修复保障组件寿命,打造沿海制造业绿色转型标杆案例。

9月20日起!阳光电源涨价来源:索比光伏网整理 发布时间:2026-09-14 08:49:18

阳光电源于9月20日起对光储核心产品实施价格上调,涵盖光伏逆变器、储能变流器及储能系统三类,调价幅度为5%至15%。此次调价以订单签约或下单时间为执行节点:凡在9月20日(含)之后新签订合同或下达的新订单,均适用调整后价格;而此前已正式签约并下单的订单,则继续按原合同价或原报价履行。公告未披露具体调价原因,但明确界定了新旧价格的适用边界与生效时点,旨在保障既有订单履约稳定性的同时,统一后续销售价格体系。该调整反映了当前光储产业链中部分头部企业在成本、供需或市场策略变化背景下的定价动态。

禾望中标中广核2026-2028年运维期光伏逆变器技改框采订单来源:中广核电子商务平台 发布时间:2026-09-11 10:33:29

中广核新能源科技公司于2024年9月9日公布2026—2028年运维期光伏逆变器技改框架采购中标结果,深圳禾望科技有限公司成功中标全部两个标段。其中,标段一涵盖下属光伏电站集中式逆变器的技改,标段二为组串式逆变器技改,均包括设备供货、安装调试、现场改造换新及并网等全流程服务。招标要求所供设备须满足电网关于一次调频、建模等最新技术标准,并配备完整附件与标识;未明示但保障逆变器安全稳定运行所必需的元件亦须包含在合同总价内。中标价格分别为120.9万元和182.325万元,授标依据为综合评分排名第一。(199字)

云南墨江龙坝光伏发电项目并网发电来源:水电十四局 发布时间:2026-09-10 14:23:01

云南墨江龙坝光伏发电项目近日正式并网发电,由水电十四局承建,位于墨江哈尼族自治县龙坝镇打东村茶园山坡地带。项目额定容量98.88兆瓦,占地146.4公顷,建成35个光伏方阵、17.8千米35千伏集电线路,安装逆变器309台、箱变35台,并接入新建的220千伏龙坝光伏电站35千伏侧。项目因地制宜采用“茶光互补”模式,在山坡茶园上方布设光伏设施,实现清洁能源生产与茶叶种植协同发展。建设中克服雨季施工、山地作业等困难,统筹安全、质量与进度,顺利完成土建、设备安装及系统调试。投运后将稳定输出清洁电力,支撑普洱市新型电力系统建设,助力云南省“双碳”目标实现。(199字)

阳光电源SG465HX组串逆变器:破解海上光伏四大痛点的系统级解决方案来源:阳光电源 发布时间:2026-09-10 11:52:24

文章介绍了阳光电源推出的全球首款400kW+组串式逆变器SG465HX,聚焦其作为海上光伏系统级解决方案的核心价值。面对海上光伏在环境腐蚀、安全风险、低收益和运维困难四大痛点,该产品通过IP66防护与C5-H防腐设计提升耐候性;采用机械/电子开关冗余保护、全工况防雷及MPPT级绝缘检测强化直流侧安全;依托465kW高功率密度、5MW+大子阵设计及效率提升(最大效率99.11%,中国效率98.58%),实现系统级降本每瓦2分、LCOE降低1.5%;并集成AI智能IV诊断、风道自清洁、微秒级故障录波等技术,显著提升远程运维效率与弱电网适应能力。产品已通过多场景验证并实现规模化应用。(199字)

跨界光伏!公牛集团收购艾伏新能源来源:公牛集团 发布时间:2026-09-09 08:46:10

公牛集团宣布收购光伏逆变器与储能逆变器专业企业艾伏新能源,此举是其深化新能源产业布局、拓展业务纵深的关键战略举措。艾伏新能源在技术研发、产品体系及国际市场开拓方面具备较强实力,业务遍及全球60多个国家和地区,服务超300家行业客户。通过本次收购,公牛集团将快速补强在新能源领域的技术储备、产品线覆盖和海外客户资源;同时,进一步整合“光—储—充—配”一体化系统解决方案能力,延伸新能源业务边界,加速向全球新能源产业重要参与者转型。(198字)

深度:TCL中环与通威开启巨头补强时刻,解读收购一道、丽豪背后的产业逻辑来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-09 08:45:11

本文深度解析了光伏行业两大龙头——TCL中环与通威股份近期战略并购的产业逻辑。TCL中环以12.58亿元控股一道新能,旨在纵向补链:弥补自身在组件产能、海外渠道、N型TOPCon技术及央国企准入资质等方面的短板,并迅速投入26亿元将其改造为BC技术路线产线,实现技术落地与产能升级。通威股份则拟收购青海丽豪,侧重横向集中:获取其低成本(青海绿电优势)、高纯度(电子级硅料产线)、高N型占比的优质硅料资产,强化成本控制、产品结构与行业集中度。两起并购均获监管快速批准,被定性为“从根源削弱低水平内卷”的标杆案例,标志着光伏产业正式由“建新产能”的增量扩张阶段,转向“买存量、强整合”的存量优化新周期。(199字)

光伏盈利Top10竟填不平亏损Top5的坑!2026半年报揭开残酷真相来源:索比光伏网 发布时间:2026-09-07 08:45:19

2026年光伏行业半年报揭示了严峻的结构性失衡:盈利最强的10家A股企业归母净利润合计约171.85亿元,却仍无法覆盖亏损最重的5家企业合计-177.46亿元的净亏损。逆变器、下游电站运营、辅材龙头(如福斯特)及多主业企业(如横店东磁)凭借技术壁垒、海外溢价或业务协同实现稳健盈利;而主产业链各环节——硅料(价格跌破现金成本)、硅片与电池(夹心困境、净利率低迷)、组件(同质化严重、普遍亏损,BC路线尚未盈利)——则深陷产能过剩与价格战泥潭。行业普遍预计实质性回暖需待2027年底产能出清。文章据此提出三大应对策略:理性审慎推进新技术投资、加速向海外本地化产能与品牌布局升级、系统强化贸易合规、知识产权及ESG碳足迹等全方位合规能力建设。

全球储能逆变器品牌哪个质量好?从硬件与综合能力看懂爱士惟竞争力来源:投稿 发布时间:2026-09-03 15:37:57

本文围绕全球储能逆变器产品质量评价展开,指出转换效率、防护等级、电网适应性、软件能力、国际认证及市场表现是核心评估维度。在分布式储能市场快速扩张背景下,国内头部厂商加速出海,技术路线与市场定位呈现差异化。文章重点介绍爱士惟储能逆变器:采用先进拓扑结构与数字化控制,支持单/三相系统,适配户用至地面电站等多场景;具备宽电压输入和强电网适应性,可提升低电压环境下的发电量;搭载全球首创AI Mode智慧能源管理系统,融合AI、IoT与行业知识库,实现发用电预测、电池管理与负载优化;截至2025年底,拥有270项授权专利,布局中德多地研发中心;市场方面,其户用光伏逆变器出货量全球第一,户用储能与光伏逆变器合计出货量全球第三,整体逆变器出货量位列全球第六。(198字)