3BSE018161RI

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：祖巧麗

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MPPT是逆變器非常核心的技術(shù)，MPPT電壓在進(jìn)行光伏電站設(shè)計(jì)時一項(xiàng)非常關(guān)鍵的參數(shù),首先我們來認(rèn)識一下什么是MPPT:

MPPT控制器的全稱“zui大功率點(diǎn)跟蹤”（Maximum Power Point Tracking）太陽能控制器，是傳統(tǒng)太陽能充放電控制器的升級換代產(chǎn)品。MPPT控制器能夠?qū)崟r偵測太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤zui高電壓電流值(VI)，使系統(tǒng)以zui大功率輸出對蓄電池充電。應(yīng)用于太陽能光伏系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)太陽能電池板、蓄電池、負(fù)載的工作，是光伏系統(tǒng)的大腦。

zui大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)是一種通過調(diào)節(jié)電氣模塊的工作狀態(tài)，使光伏板能夠輸出更多電能的電氣系統(tǒng)能夠?qū)⑻柲茈姵匕灏l(fā)出的直流電有效地貯存在蓄電池中，可有效地解決常規(guī)電網(wǎng)不能覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)及旅游地區(qū)的生活和工業(yè)用電，不產(chǎn)生環(huán)境污染。

MPPT的作用是什么？

由于太陽能電池收到光強(qiáng)以及環(huán)境等外界因素的影響，其輸出功率是變化的，光強(qiáng)發(fā)出的電就多，帶MPPTzui大功率跟蹤的逆變器就是為了充分的利用太陽能電池，使之運(yùn)行在zui大功率點(diǎn)。也就是說在太陽輻射不變的情況下，有MPPT后的輸出功率會比有MPPT前的要高，這就是MPPT的作用所在。

就假設(shè)說MPPT還沒開始跟蹤，這時組件輸出電壓是500V，然后MPPT開始跟蹤之后，就開始通過內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)回路上的電阻，以改變組件輸出電壓，同時改變輸出電流，一直到輸出功率zui大(假設(shè)是550Vzui大)，此后就不斷得跟蹤，這樣一來也就是說在太陽輻射不變的情況下，組件在550V的輸出電壓情況，輸出功率會比500V時要高，這就是MPPT的作用。

zui大功率點(diǎn)跟蹤的原理

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前太陽能電池陣列的MPPT控制一般是通過DC/DC變換電路來完成的。其原理框圖如下圖所示。

光伏電池陣列與負(fù)載通過DC/DC電路連接，zui大功率跟蹤裝置不斷檢測光伏陣列的電流電壓變化，并根據(jù)其變化對DC/DC變換器的PWM驅(qū)動信號占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。

MPPT系統(tǒng)原理框圖

對于線性電路來說，當(dāng)負(fù)載電阻等于電源的內(nèi)阻時，電源即有zui大功率輸出。雖然光伏電池和DC/DC轉(zhuǎn)換電路都是強(qiáng)非線性的，然而在極短的時間內(nèi)，可以認(rèn)為是線性電路。因此，只要調(diào)節(jié)DC-DC轉(zhuǎn)換電路的等效電阻使它始終等于光伏電池的內(nèi)阻，就可以實(shí)現(xiàn)光伏電池的zui大輸出，也就實(shí)現(xiàn)了光伏電池的MPPT。

MPPT的算法

目前，光伏陣列的zui大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)，國內(nèi)外已有了一定的研究，發(fā)展出各種控制方法常，常用的有一下幾種：恒電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking簡稱CVT)、干擾觀察法(Perturbation And Observationmethod簡稱P&O)、增量電導(dǎo)法(Incremental Conductancemethod簡稱INC)、基于梯度變步長的電導(dǎo)增量法等等。(這些算法只能用在無遮擋的條件下)

1）單峰值功率輸出的MPPT的算法

目前，在無遮擋條件下，光伏陣列的zui大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)的控制方法常用的有以下幾種：

恒電壓跟蹤法(Constant Voltage Tracking簡稱CVT)

干擾觀察法(Perturbation And Observationmethod簡稱P&O)

增量電導(dǎo)法(Incremental Conductancemethod簡稱INC)

基于梯度變步長的電導(dǎo)增量法，等等。

2）多峰值功率輸出MPPT算法

普通的zui大功率跟蹤算法，如擾動觀測發(fā)和電導(dǎo)增量法在一片云彩的遮擋下就有可能失效，不能實(shí)現(xiàn)真正意義的zui大功率跟蹤。目前，上也有人提出了多峰值的MPPT算法，主要包含如下三種：

結(jié)合常規(guī)算法的復(fù)合MPPT算法

Fibonacci法

短路電流脈沖法

總結(jié)：

目前業(yè)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)識到了逆變器多MPPT通道的重要性，多MPPT的組串逆變器已經(jīng)被廣泛的認(rèn)可。

694ALG222POWER-ONE 24VDC 3.6A DC POWER SUPPLY HN24-3.6-A NIB

AEG MODICON 115V .3A 50/60Hz POWER SUPPLY 110CPU31101

ACOPIAN REGULATED POWER SUPPLY VA24MT

NUMATICS FILTER F32D-04 W/ R32R-04

LAMBDA JWS50-24/A 100-240 VAC 50/60 HERTZ POWER SUPPLY, NIB

GENERAL ELECTRIC POWER SUPPLY BOARD F31X111PSHAFG1 FR00/0 / 531X111PSHAGG1

HONEYWELL POWER SUPPLY UNIT 46182895-001

MURR ELEKTRONIK 24V 50A DC POWER SUPPLY 85798 MDG 50-208-520/24V DC/50A

EGS SOLO HEVI-DUTY 24 VDC/2.5A POWER SUPPLY SDN 2.5-24-100P

RELIANCE ELECTRIC RECTIFIER POWER CUBE 701819-19AW

NUMATICS 110-120V 50-60HZ .12AMPS 150PSIG-AIR SOLENOID VALVE 153SS415K00003

ACOPIAN 24VDC REGULATED DC POWER SUPPLY VA24MT210

CONDOR D.C POWER SUPPLIES INC. 02-32281-0001 REV F CIRCUIT BOARD

MODICON 115V 60HZ POWER SUPPLY P420

YASKAWA * POWER BOARD REV.D13 * JANCD-MTV01

DEEMS*10/250V POWER SUPPLY UNIT PSU-C/150

IAI 24 VDC POWER SUPPLY PS-241

FANUC ROBOTICS POWER SUPPLY BOARD A16B-1212-0470

USHIO HALOGEN PROJECTOR LAMP BULB JCR 9.5V 55W NIB

GENERAL ELECTRIC MFC/POWER SUPPLY CARD F31X111PSHARG1 / 531X121PSHASG1

FANUC ANALOG INPUT MODULE AD04A A03B-0801-C052 CONTACT SCREW MISSING

TOWER ELECTRONICS 100-240V 0.8A 50/60HZ VIDEOJET DC POWER SUPPLY, 100-0470

ALLEN BRADLEY SLC 500 13 SLOT RACK 1746-A13 SER. B W/ POWER SUPPLY 1746-PS SER 

APPLETON 3/4" UNILET APP FSC-1-75 NIB

SOLA POWER SUPPLY 115/230VAC 50-60HZ SDN 4-24-100

POWER-ONE POWER SUPPLY NIB HB5-3/0VP-A

ADVANCE TRANSFORMER MARK III ENERGY SAVER SLIMLINE BALLAST V-2E75-S-2-TP

APPLETON 3/4" MALL IRON FS-FD CD 2GA CONDUIT FSC-2-75 NIB

EUPEC INFINEON THYRISTOR T548N18 TOF 3M4

FUJI ELECTRIC 4N26 2D1150A-50 POWER MODULE EVM31-050A

EGS HEVI-DUTY 240/480V 60Hz 1PH 3.0kVa TRAMSFORMER HS5F3AS

SIERRACIN 5A12A DC POWER SUPPLY REPAIRED

MATSUSHITA 5VDC 20A POWER SUPPLY ETU-5G200L2 104500

TOGI * TERMINAL BLOCK * PCN-4F40

ALLEN BRADLEY MINI-PLC-2/17 PROCESSOR W/POWER SUPPLY 1772-LWP D

STANDARD POWER SPS 15-5 POWER SUPPLY

BRAD HARRISON MICRO-CHANGE ASSEMBLIES 4-POLEMALE/FEMA?LE ST/ST 6M 18/4 AWG

GOULD SHAWMUT FUSE HOLDERS 3 POLE 60308 600V.30A. LOT OF 2

HOFFMAN TYPE 12,13 INDUSTRIAL CONTROL PANEL ENCLOSURE A-382 E-1PBX

AMPCO / GREENFIELD 31/64", 500-A TAPER SHANK DRILL SH-50 *NEW, UNOPENED*

CONTROL AIR 100-BAT 1/4" NPT 2-40PSI NIB

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HEWLETT PACKARD Q1338A BLACK COMPATIBLE LASER CARTRIDGE FOR USE IN HP NIB

工業(yè)自動化生產(chǎn)的堅(jiān)強(qiáng)利器：DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)，根據(jù)百科解釋它是一類分散控制系統(tǒng)，更適用于一些大型生產(chǎn)行業(yè)，比如說化工、火電場等。目前，它在我國的應(yīng)用主要是集中在一些大型火電項(xiàng)目。近20年來，國內(nèi)在原來DDC直接數(shù)字控制技術(shù)自行研發(fā)和工控機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，在對國外DCS的工程應(yīng)用及技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，逐漸形成了獨(dú)立自主的DCS產(chǎn)業(yè)，特別是在大型火力發(fā)電廠中的應(yīng)用國產(chǎn)DCS已取得了可喜的業(yè)績。

分布式DCS控制系統(tǒng)市場在經(jīng)歷了2009年和2010年金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退的嚴(yán)重影響后，從去年開始復(fù)蘇。根據(jù)ARC發(fā)布的《分布式控制系統(tǒng)市場研究報告》，傳統(tǒng)重型流程工業(yè)新項(xiàng)目2011年的銷售訂單在2012年轉(zhuǎn)變?yōu)闋I收，推動DCS市場發(fā)展到一個新高峰。發(fā)電和油氣的垂直行業(yè)發(fā)展尤為迅猛。這些垂直行業(yè)內(nèi)在DCS*zui大，從而推動DCS市場整體向前發(fā)展。金屬和采礦行業(yè)雖然規(guī)模不大，但發(fā)展速度同樣大大高于平均水平。其中在拉美及亞洲地區(qū)電力行業(yè)DCS系統(tǒng)市場反彈成為明顯，而西歐及北美地區(qū)而增長緩慢，ARC預(yù)計(jì)這一情況將持續(xù)到2017年。

現(xiàn)在就中國市場而言，我國從80年代引入DCS系統(tǒng)，經(jīng)過30多年來的快速發(fā)展，國產(chǎn)DCS系統(tǒng)也取得相對喜人的市場成績。

業(yè)內(nèi)人士表示，通過調(diào)查數(shù)據(jù)分析，當(dāng)前已投運(yùn)的國產(chǎn)DCS系統(tǒng)與進(jìn)口產(chǎn)品比較綜合性能差距不大，各類全封閉設(shè)計(jì)模件具有免維護(hù)性能，總的I/O點(diǎn)數(shù)應(yīng)用也達(dá)到15000多點(diǎn)以上;軟件全在WINDOWS平臺運(yùn)行，界面友好，組態(tài)修改方便，全中文環(huán)境，易與理解和掌握，應(yīng)用功能基本包括了電廠的全部需求。這表明DCS設(shè)計(jì)制造、性能參數(shù)方面均能滿足當(dāng)前我國火電機(jī)組建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范要求。經(jīng)過近幾年持續(xù)的對進(jìn)口DCS系統(tǒng)的消化吸收、自身研發(fā)與努力，國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)已取得了長足的進(jìn)步與發(fā)展。特別是在幾大發(fā)電集團(tuán)的支持下，國產(chǎn)DCS的性能與功能和質(zhì)量可靠性都已得到了快速提升。

經(jīng)過接近10年的高速發(fā)展期，國產(chǎn)DCS的*進(jìn)一步提高，DCS供應(yīng)商之間競爭加劇。國內(nèi)DCS廠家的經(jīng)營規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，實(shí)力進(jìn)一步增強(qiáng)。與國外DCS*相比，國內(nèi)廠家的經(jīng)營規(guī)模還有待提高，系統(tǒng)的功能性還需要進(jìn)一步提升，特別是成套系統(tǒng)供貨能力、整體解決方案(TotalSolution)提供能力、高可靠性、高安全性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造能力和新產(chǎn)品、新技術(shù)的創(chuàng)新能力等方面，還需要大幅度的提高。

不過受金融危機(jī)，落后產(chǎn)能等諸多因素影響，DCS的主要應(yīng)用領(lǐng)域(如石化、化工、電力、冶金等行業(yè))都受到了不同的影響，未來發(fā)展趨勢將會逐步向全工業(yè)范圍(如市政、食品、建材、環(huán)保、交通等)擴(kuò)展。

如今，發(fā)達(dá)國家以美國為首;發(fā)展中國家以中國為首，都基于各自的經(jīng)濟(jì)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求正在推動國內(nèi)工來制造業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。發(fā)達(dá)國家是以避免經(jīng)濟(jì)發(fā)展空心化為基本前提，為經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇提供源動力，大力提倡*術(shù)產(chǎn)業(yè)，即然是高新高科技，那么自動化生產(chǎn)*，促使國內(nèi)包括DCS系統(tǒng)在內(nèi)自動化行業(yè)快速增長。發(fā)展中國家則是以提供行業(yè)生產(chǎn)自動化為基本前提，努力從人力密集型的產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r中解放出來，并從制造根本上提高生產(chǎn)技術(shù)，為之后的化產(chǎn)業(yè)競爭提供充兄的競爭實(shí)力，同樣的道理，在此過程中發(fā)展中國家對于自動化設(shè)備及系統(tǒng)的需求更甚于前者。

從范圍來看，2012年DCS系統(tǒng)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，市場營收超過2008年的峰值，但ARC預(yù)計(jì)該市場將會回落至平緩的正常水平，未來五年(2011-2016)的復(fù)合年增長率為3%至4%。雖然從2011年末期到2012年，大部分DCS供應(yīng)商的訂單率都非常高，但預(yù)計(jì)2013年的銷售訂單會減少。不過由于DCS市場的項(xiàng)目集中度高，從訂單到變成營收一般需要近九個月，ARC預(yù)計(jì)2013年DCS營收的增長率可以達(dá)到平均水平。