光伏水泵MPPT设计
1. 常规CVT方式的特点与不足
CVT方式可以近似获得太阳电池的最大功率输出，软件上处理比较简单。但实际上日照强度和温度是时刻变化的，尤其是在西部地区，同一天中的不同时段，温度和日照强度变化都相当大，这些都会引起太阳电池阵列最大功率点电压的偏移，其中尤以温度的变化影响最大。在这种情况下采用CVT方式就不能很好的跟踪最大点，为克服这一弊端，提出了TMPPT(True Maximum Power Point Tracking)概念，其意思是“真正的最大功率跟踪”控制，即保证系统不论在何种日照及温度条件下，始终使太阳电池工作在最大功率点处。由于逆变器采用恒V/f控制，故水泵电机的转速与其输入电压成正比，因此，调节逆变器的输出电压，就等于调节了负载电机的输出功率。故本系统采用TMPPT方式使太阳电池尽可能工作在最大功率点处，为负载提供最大的能量。
2.TMPPT的原理与实现
由太阳电池阵列的P-V特性曲线(图4 )可知，在最大功率点处，dP/dV = 0, 在最大功率点的左侧，当dP/dV > 0时，P呈增加趋势， dP/dV < 0时，P呈减少趋势；但在最大功率点的右侧，当dP/dV > 0时，P呈减少趋势，dP/dV < 0时，P呈增加趋势。据此可在实际运行时根据P-V的变化关系确定最大功率点。
图(5)为TMPPT型最大功率点跟踪控制框图。系统的输入指令值为0，反馈值为dP/dV，假定Z3状态为＋1，则USP*指令电压增加，经CVT环节调整，系统的输出电压V跟踪USP*增加,采样输出电流I，经功率运算环节和功率微分环节，获得dP/dV值，如dP/dV > 0，则Z1为＋1，Z2为＋1，Z3为＋1，USP*指令电压继续增加。如dP/dV < 0，则Z1为－1，Z2为－1，Z3为－1，USP*指令电压开始减小。稳定工作时，系统在最大功率点附近摆动，如摆动幅度越小，则精度越高。在具体工作时，为了防止搜索方向的误判断，软件中设置了搜索限幅值，使系统的工作可靠性进一步提高。由于本系统中采用的ASIPM模块带有电流检测功能，故在硬件设计上可以省去电流检测电路，节约了成本，并进一步优化了外围电路。
图(5)TMPPT型最大功率点跟踪控制框图
