光伏发电系统
光伏发电系统是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电系统。它的主要部件是太阳能电池组件（简称光伏组件）、蓄电池、控制器和逆变器。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。
其中光伏组件负责将光能转化为电能，因此最大化的利用光伏组件产生的电能，是有效提光伏升系统发电量的关键。MPPT控制器应运而生。
MPPT控制器
MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。
一、什么是MPPT
上图中，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500V，500V时功率是200W。此时，运行在480V时的功率约为190W，530V时约为185W，都没有500V时的功率大。控制器如果跟踪不到500V，就损失了发电量。
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530V，中午是500V，下午是520V，所以控制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。
由于光伏组件收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。
二、最大功率点跟踪的原理
随着电子技术的发展，当前光伏组件阵列的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。
光伏组件阵列与负载通过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。
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。
三、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。
1恒定电压法
恒定电压法的基本理论依据是不同日照条件下光伏电池的输出P-U曲线上最大功率点电压位置基本都位于某个恒定电压附近。因此，CVT法的控制思路就是将光伏电池输出电压控制在该电压处，这样一来光伏电池在整个工作过程中将近似的工作在最大功率点处。恒定电压跟踪方法不但可以得到比直接匹配更高的功率输出，在一定的条件下，还可以用来简化最大功率点跟踪(MPPT)控制。
从严格的意义上来讲CVT法并不是一种真正意义上的最大功率跟踪方法。虽然此法比一般光伏系统可以多获得20%左右的电能，相比不带CVT的直接耦合要有利得多。但是，这种跟踪方法忽略了温度对光伏电池阵列开路电压的影响，所以CVT法的精度甚低，适应性差，系统最大功率的跟踪精度完全取决于电压值的选择，一旦周围环境变化就无实现准确的最大功率追踪。
2干扰观察法
干扰观察法的原理是每隔一定的时间针对光伏电池输出电压进行扰动，使其增加或减少，同时对其输出功率进行观测，判断其产生变化的方向并以之为依据决定下一步的控制信号变化。这种控制算法一般采用功率反馈方式，通过两个传感器对太阳能电池阵列的输出电压和电流分别进行采样，并计算获得其输出功率。若ΔP>0，说明电压调整的方向正确，可以继续按原方向进行“干扰”;若ΔP<0，说明电压调整的方向错误，应改变扰动方向。
这种方法算法简单，易于硬件方面的实现，但响应速度较慢，适用于那些日照强度变化比较缓慢的场合，例如光伏发电厂、光伏路灯等，而且这种算法在稳态情况下会导致光伏阵列的实际工作点在最大功率点附近的小幅振荡，因此会造成少量的功率损失。
3电导增量法
电导增量法是目前MPPT最常用算法之一，它是根据光伏电池阵列P -U曲线为一条一阶连续可导的单峰曲线(如下图)，利用一阶导数求极值的方法。
以上即为电导增量法光伏电池达到最大功率输出点所需满足的条件。这种算法的控制过程如下：
在理论上电导增量法法比干扰观察法要好，因为它在下一时刻的变化方向完全取决于在该时刻的电导G=I/U的变化率和瞬时负电导值的大小关系，而与前一时刻的工作点电压以及功率的大小无关，因而此法能够适应快速变化的日照强度，而且跟踪精度较高。
MPPT算法需要比较多的硬件传感器或者说是电压和电流传感器，传感器越多，成本越高，所以目前较多用的还是扰动观测法。
