光伏电站跟踪系统控制问题研究(光伏跟踪系统调试)

光伏跟踪系统的系统分类

使用广泛的有四种太阳光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、双立柱斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。

三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。

一个设计合理的光伏跟踪系统可以将整个系统提高40%的效率，而本身电机的耗电一年只有20kwh，并且成本低廉，安装方便。

简述光伏发电系统的最大功率点跟踪控制?

太阳能电池的输出功率会随着日照强度和太阳能电池表面温度的改变而变化。对于这种变化，使太阳能电池的工作点总是跟踪最大功率点而进行变化，控制太阳能电池产生最大功率的这种控制被称为最大功率跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）控制。

使功率调节器的直流工作电压每隔一定时间稍微变动一点，然后通过MPPT控制测量太阳能电池的输出功率并与前一次的值进行比较，即总是向输出电力变大的方向变化功率调节器的直流电压，以确保从太阳能电池获得最大的输出功率。

MPPT控制的例子如图所示。例如，在A点将工作电压从V1变化到V2，工作点为B，输出功率从P1变化到P2，输出功率变大。接下来如果工作电压从V2降到V1，则工作点再次返回到A点，输出功率返回到P1。从这样的变化可以看出，由于V2的输出功率大于V1，把工作电压变到V2处。还有，工作点在D点的场合，工作电压V3比V4的输出功率大，把工作电压变到V3处。这样，通过连续不断的这种控制，工作点就能保证在太阳能电池的最大功率点上。

关于光伏跟踪的几个疑问

这个资料供参考：可能所问非所答

双轴跟踪优势

当今，利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要的方法。太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件，光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外，还与能量的转换效率有关，直接影响性能的好坏。因此太阳能光伏组件阵列的安装方式对太阳能发电系统的效率影响非常大。传统的太阳能光伏组件大都采用固定式安装，即电池板固定在支架结构上，不随太阳位置的变化而移动，这样的结果是将严重影响转换效率。据测算，如果系统与太阳光线角度存在25°的偏差，就会因垂直射入的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右，这是因为太阳能光伏组件阵列的发电量与阳光光线入射角度有关，光线垂直与组件平面时光伏阵列接收到的太阳辐射量最大，其发电量最大。为了解决这一问题，太阳自动跟踪系统应运而生，采用太阳自动跟踪系统可在最大程度上保证电池组件与太阳光光线的始终垂直。

目前使用广泛的有三种太阳光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。

下图是某地不同安装情况组件接收到的辐射强度（度/平方米/日）对比数据。

水平面 最佳倾角安装 水平单轴跟踪 倾纬度角斜单轴跟踪 双轴跟踪

一月 2.78 5.38 4.97 6.77 7.44

二月 3.79 5.95 5.88 7.46 7.75

三月 4.86 6.07 7.04 7.99 8.00

四月 5.90 6.20 8.27 8.61 8.70

五月 6.53 6.10 8.50 8.33 8.71

六月 6.35 5.67 7.90 7.51 8.03

七月 5.99 5.46 7.45 7.17 7.59

八月 5.66 5.62 7.47 7.54 7.73

九月 4.91 5.64 6.65 7.27 7.27

十月 4.08 5.74 5.77 7.06 7.16

十一月 2.92 5.13 4.76 6.39 6.75

十二月 2.32 4.65 4.19 5.79 6.45

年平均数 4.68 5.63 6.57 7.32 7.63

逐月数据比较

年平均值比较

从上表中可以知道,与水平相比,最佳倾角安装可提高发电量20.3%，水平单轴安装可提高40.3%，倾纬度角斜单轴跟踪可提高56.4%，双轴跟踪可提高63.3%。

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