AT89C4051单片机的光伏系统最大功率点跟踪设计+源码(4)
(2)系统不会出现因给定的控制电压剧烈变化而引起振荡，具有良好的稳定
性;
(3)控制精度差，系统最大功率跟踪的精度取决于给定电压值选择的合理
性;
(4)控制的适应性差，当系统外界环境，如太阳辐射强度，太阳能电池板温
度发生改变时系统难以进行准确的最大功率点跟踪。如图1-2所示，当太阳辐射强度相同而温度不同时，太阳能光伏电池的最大功率点并不是在某一固定的电压下，因此采用CVT跟踪最大功率点失效。
3.1.3 跟踪误差分析
如图3-1-1和3-1-2所示，由于太阳能光伏电池的输出功率曲线在不同的温度以及不同的太阳辐射强度下具有不同的最大功率值。所以按照恒定电压控制法的原理在温度或者光照辐射强度不断变化的情况下实现最大功率跟踪会存在很大的跟踪误差。
3.2 扰动观察法
3.2.1 控制原理
扰动观察法又叫爬山法，其工作原理如图3-3所示：
图3-3 太阳能光伏电池P-V特性
扰动观测法的原理是目前实现MPPT的常用方法之一，它的控制原理是使得电压的变化始终是让太阳能光伏电池的输出功率朝大的方向改变，其实质是一个自寻优的过程。太阳能光伏电池的功率电压特性如图3-3所示，其中U0和P0对应的是前一个时刻阵列的输出电压和输出功率，U1和P1为当前时刻阵列的输出电压和输出功率，Umax和Pmax对应的是阵列在最大功率点处的电压和功率。实际工作过程中，通过对太阳能电池阵列当前输出电压和输出电流的检测，得到这一时刻阵列的输出功率，再与已被存储的前一时刻的阵列功率相比较，舍小取大，再检测，再比较，如此的周而复始，使得阵列动态的工作在最大功率点上。
3.2.2 控制方法特点
(1)控制思路简单，实现较为方便;
(2)可实现最大功率点的动态跟踪，提高系统的利用效率;
(3)跟踪到最大功率点时，只能在最大功率点附近振荡运行，造成一定的功率损失。
3.2.3 跟踪误差分析
图3-4 外界环境变化时的太阳能电池P-V曲线
由图3-4可以看出，由于一天之中，日照强度是时刻变化的，因此太阳能光伏电池组件的P-V曲线也在时刻变化。假设系统已经工作在最大功率点附近，如图3-4中P1点处，此时工作电压记为U1，组件输出功率记为P1，当电压扰动方向向右移动到U2时，若此时日照强度继续下降，则对应输出功率可能为P2，系统判断扰动方向错误，从而控制工作电压往左移动回到点U1，如果日照强度持续下降，则可能会出现控制系统不断误判，使输出电压不断向左移动，使组件输出功率不断下降，导致最大功率点跟踪失败。另外方面，在处于稳态时，扰动观察法只能在最大功率点处振荡运行，而不能真正处于最大功率点。而且存在扰动步长和跟踪效率的矛盾，步长太小，跟踪速度慢，步长太大，则在最大功率点处的振荡也越大。
3.3 导纳增量法
3.3.1 控制原理
电导增量法从光伏阵列的P-V特性曲线入手。对于功率P有下式：
(3-1)
将式（3-1）两端对V求导，将I看成是V的函数，得到：
（3-2）