基于变步长扰动观察法的MPPT仿真分析

为了更好地跟踪光伏发电系统的最大功率点,在MATLAB/Simulink环境下,搭建了光伏电池阵列仿真模型,根据其输出的U-I、P-I和P-U特性曲线分析了光伏电池阵列的非线性特性。基于光伏电池的动态特性,采用一种变步长的扰动观察法来实现光伏电池阵列的最大功率点跟踪。仿真结果表明,该方法能够快速稳定准确地进行最大功率点跟踪。     

改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪算法

为了更好地跟踪光伏阵列的最大功率点,分析单个光伏电池的物理特性,建立光伏阵列的Matlab仿真模型,分析光伏阵列随光照温度不同而变化的P-U、U-I特性.针对系统在工作工况发生变化时跟踪情况的不同,对传统的扰动观察法做了变步长的寻优算法,并结合调整策略搭建光伏系统最大功率点跟踪的仿真实验模型.结果表明该算法可以快速准确地跟踪最大功率点,稳态效果好,能够更好地提高光伏发电最大功率点跟踪系统的跟踪性能.     

光伏电池最大功率点跟踪方法比较

根据太阳能光伏电池的工程数学模型,在Matlab环境下建立了光伏电池仿真模型,分析了光照强度和温度变化对光伏电池输出特性的影响。针对扰动观察法采用固定的扰动步长而难以获得较高跟踪精度和响应速度的问题,提出了一种基于变步长的改进的扰动观察法,并通过对光伏电池控制系统进行仿真,比较了这2种最大功率点跟踪方法的仿真曲线。结果表明,采用改进的扰动观察法的光伏电池控制系统能更快速跟踪最大功率点,且在最大功率点处稳定性较好。     

一种改进型变步长MPPT算法

针对固定步长比较法的跟踪速度和精度不够理想的特点,提出一种新的变步长扰动观测法来跟踪光伏电池的最大功率点。依据光伏电池的P-U曲线特性,在最大功率点两侧采用不同的变步长控制策略。在左侧,采用较大的步长选择策略。在右侧,采用较小的步长选择策略。同时给出步长的选择方法。在MATLAB/Simulink环境下,搭建光伏电池最大功率点模型并进行仿真。仿真结果表明,该算法可以显著提高最大功率的跟踪速度与精度,有效抑制在最大功率点处的振荡现象。     

光伏发电系统中最大功率跟踪控制算法的研究和控制器的设计

本文对几种常用的最大功率跟踪控制算法进行比较,分析其优缺点,在扰动观察算法的基础上,提出了"变步长"扰动观察法改进算法,避免最大功率点的"误判"。并设计制作了最大功率点跟踪控制器的硬件电路,实现跟踪控制太阳能电池的最大功率点。通过最大功率跟踪控制实验,结果说明该系统可以有效地提高响应速度和跟踪精度,提高太阳能光伏发电系统的工作效率。     

基于灰色预测扰动观察法的MPPT方法研究

为了提高光伏发电系统的输出效率,针对光伏发电现有扰动观察法的不足,提出了基于灰色预测扰动观察法的最大功率点跟踪方法。该控制方法根据负载功率的变化调节DC/DC电路的占空比来实现最大功率点跟踪,即通过建立GM(1,1)模型,对占空比步长数据序列的提取,预测系统未来发展趋势,确定相应的控制决策。在Simulink下进行了系统的建模与仿真,仿真结果表明该算法能快速准确地跟踪太阳能电池最大功率点,可以有效地提高光伏电池的输出效率。     

基于功率预测的变步长扰动观察法MPPT控制策略研究

针对传统扰动观察法存在步长选择困难和“误判”问题,提出了一种基于功率预测的变步长扰动观察法MPPT复合控制策略。该算法首先通过功率预测法判断扰动的方向,避免“误判”,然后再通过变步长扰动观察法对最大功率点进行精确定位;在Matlab/Simulink平台上搭建MPPT仿真模型,仿真结果表明：该算法在追踪最大功率点过程中,不但具有良好的动态性能,而且有效改善了传统扰动观察法存在的振荡和“误判”问题,对提高太阳能的利用率有一定积极意义。     

光伏电池滞环变步长MPPT算法研究

为了提高光伏电池发电效率,在传统MPPT控制方法的基础上提出了基于恒定电压法的变步长滞环控制法,通过分析光伏电池受光照强度的影响和在最大功率点附近的功率特性,确定了电压扰动步长值,并在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了MPPT仿真模型,对该算法进行了验证。仿真结果表明,该算法在光照突变时仍能实时地跟踪光伏电池的输出功率,并能有效地抑制在MPP点附近的振荡现象,表现出很好的动态特性,证明了该算法的有效性和正确性。     

基于改进粒子群算法的光伏系统MPPT控制研究

光伏(PV)阵列输出的功率-电压特性曲线在部分阴影条件下具有多个峰值,传统的最大功率点跟踪算法,无法准确跟踪光伏系统的全局最大功率点而且效率低下.由于粒子群优化(PSO)算法非常适合解决多极优化问题,因此,提出了一种随机惯性权重的PSO算法来实现全局最大功率点跟踪.通过改善传统PSO算法的惯性权重系数并优化粒子的搜索顺序,可以减少迭代次数,从而在更短的时间内找到MPP(最大功率点),以确保准确的跟踪最大功率,使系统始终保持最高效率运行.最后,搭建了局部阴影条件下的光伏阵列仿真模型,对提出的算法进行了仿真验证,并与传统的扰动观察法对比分析,仿真结果表明,相较于传统的扰动观察法,利用改进的智能算法,有效地解决了光伏系统在局部阴影条件下准确的追踪系统全局最大功率点的问题,并且加快了系统控制器的响应速度、有效地抑制震荡并且提高了追踪效率.     

基于三段式变步长电导增量法MPPT技术研究

通过对光伏电池特性的分析以及对传统电导增量最大功率点跟踪(MPPT)方法的研究,提出了三段式变步长电导增量算法的MPPT技术。应用MATLAB/SIMULINK搭建了仿真模型,并与传统电导增量法进行了比较。仿真结果表明,三段式变步长电导增量法能使光伏发电系统快速、准确、稳定的跟踪最大功率点,减弱了最大功率点附近振荡的情况,具有良好的动态和稳态特性。     

应用于光储系统中的改进型扰动观察MPPT算法

本文提出了一种改进的步长可变、稳态时无振荡的扰动观察MPPT算法,该改进算法在保持基本的扰动观察法简单以及便于实现特点的同时,还能停止稳态振荡并具备良好的追踪速度.该算法首先通过变步长实现快速跟踪最大功率点,当确定到达稳态之后,停止人工扰动,实现无振荡稳定输出功率,从而减少因振荡造成的功率损耗,提高了整个系统的效率.当...     

采用自适应扰动观察法的光伏并网系统最大功率点跟踪

提出了一种自适应扰动观察（P＆O）算法,用于在不同天气条件下太阳能光伏（PV）并网系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略。该策略对于从太阳能光伏电池板中,获取最大的功率输出是十分重要的。利用一种依赖于功率变化的可变的扰动步长,提出了改进的自适应扰动观察算法。最后将通过仿真所得到的数据与传统的扰动观察算法进行了比较,结果表明所提出MPPT算法的收敛值和速度得到了改善,稳定时间缩短25%,稳态值提高20%以上,在太阳能光伏并网系统的最大功率点跟踪时是有效而实用的。     

光伏电池输出特性与最大功率跟踪的仿真分析

该文根据光伏电池的工程数学模型,提出一种利用MATLAB软件包中的Simulation模块直接模拟光伏电池工作状况的方法,该仿真模型能准确反映光伏电池的输出特性,而且参数调节方便。文章主要对不同负载、模型内部参数变化和日照强度变化条件下光伏电池输出的特性进行了研究,得到了光伏电池输出特性变化的一般规律。数据分析结果表明,光伏电池的输出特性呈非线性。光伏电池输出功率随外部环境或内部参数的变化而发生改变,其最大值只在满足特定条件下的某一点才可能出现。基于导纳增量法,利用BOOSTDC／DC变换电路实现了光伏电池输出的最大功率跟踪,其控制算法用S函数编程实现。     

小型风电系统变步长扰动MPPT控制仿真研究

最大功率跟踪(MPPT)策略是提高风电系统功率转换效率的重要方法.文中提出了变步长扰动MPPT策略,并在MATLAB仿真环境中,开发了带有此策略的小型风电系统仿真模型.该模型包括风力机模型、永磁发电机(PMSG)模型、DC/DC斩波器模型、负载功率采样模型和MPPT控制模型等.利用该模型进行计算机仿真,给出了一定风速下负载功率和发电机输出功率的仿真结果.结果表明:实现了变步长扰动MPPT策略控制的仿真,与传统固定步长MPPT策略相比,提高了最大功率跟踪的快速性和准确性,进而提高了风能转换效率.     

Fuzzy wavelet network identification of optimum operating point of non-crystalline silicon solar cells

The emerging non-crystalline silicon (c-Si) solar cell technologies are starting to make significant inroads into solar cell markets. Most of the researchers have focused on c-Si solar cell in maximum power points tracking applications of photovoltaic (PV) systems. However, the characteristics of non-c-Si solar cell technologies at maximum power point (MPP) have different trends in current-voltage characteristics. For this reason, determining the optimum operating point is very important for different solar cell technologies to increase the efficiency of PV systems. In this paper, it has been shown that the use of fuzzy system coupled with a discrete wavelet network in Takagi-Sugeno type model structure is capable of identifying the MPP voltage of different non-c-Si solar cells with very high accuracy. The performance of the fuzzy-wavelet network (FWN) method has been compared with other ANN structures, such as radial basis function (RBF), adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and three layered feed-forward neural network (TFFN). The simulation results show that the single FWN architecture has superior approximation accuracy over the other methods and a very good generalization capability for different operating conditions and different technologies.     

基于LabVIEW的风力机最大功率点跟踪仿真研究

基于风力机的发电效率因环境风速变化而改变,本文选用LabVIEW为仿真平台建立风力机最大功率点的追踪系统。首先根据风力机的风能捕获输出功率公式,在LabVIEW平台上搭建了风力机系统模块、风力机控制模块、风轮转速调节模块、风速变化判断模块等。为了弥补传统扰动法存在的追踪精度等问题,利用变步长的扰动观测法对输出功率进行最大功率点追踪,使风力机的输出功率保持在最大输出功率。实验结果表明该系统在不同的仿真风速环境下,能有效的追踪风力机最大输出功率点。     

Maximum Power Extraction Control Algorithm for Hybrid Renewable Energy System

In this research, a modified fractional order proportional integral derivate (FOPID) control method is proposed for the photovoltaic (PV) and thermoelectric generator (TEG) combined hybrid renewable energy system. The faster tracking and steady-state output are aimed at the suggested maximum power point tracking (MPPT) control technique. The derivative order number (µ) value in the improved FOPID (also known as PI^λD^µ) control structure will be dynamically updated utilizing the value of change in PV array voltage output. During the transient, the value of µ is changeable; it’s one at the start and after reaching the maximum power point (MPP), allowing for strong tracking characteristics. TEG will use the freely available waste thermal energy created surrounding the PV array for additional power generation, increasing the system’s energy conversion efficiency. A high-gain DC-DC converter circuit is included in the system to maintain a high amplitude DC input voltage to the inverter circuit. The proposed approach’s performance was investigated using an extensive MATLAB software simulation and validated by comparing findings with the perturbation and observation (P&O) type MPPT control method. The study results demonstrate that the FOPID controller-based MPPT control outperforms the P&O method in harvesting the maximum power achievable from the PV-TEG hybrid source. There is also a better control action and a faster response.     

基于ARM单片机的太阳能发电功率控制系统设计

该文介绍了一种基于Philips ARMLPC2131单片机,并用于太阳能发电的步进电机驱动跟踪器控制系统。它用于自动跟踪太阳光直射方向来提高光伏电池的效率,并采用了一种改进的可变步长扰动观察算法来寻找太阳电池阵列的最大功率点,使该系统在任何温度和日照条件下都能获得太阳电池的最大功率。实践证明,该系统精确地跟踪了各种情况下的太阳光变化,并将光伏电池的实际转换率提高到30％以上。