应用于光伏发电系统的最大功率点跟踪控制器设计

为了提高光伏发电系统的效率和稳定性,从而有力促进可再生能源的推广,提出一种应用于光伏电池系统的最大功率点跟踪控制器。首先,对光伏电池系统进行Matlab/Simulink建模和仿真,并完成输出特性分析;然后,采用动态步长对最大功率点跟踪算法中的传统扰动观察法进行优化,以减少误判;最后,基于DSP TMS320F2812设计了控制器的硬件电路。实验结果显示,提出的最大功率点跟踪控制器具有更高的稳定性,有效地提高了太阳能的利用率。     

IOA备份电源控制器lC

LTC3350是一款超级电容器充电器和备份控制器IC,其包括了组成一个完整、独立和基于电容器的备份电源解决方案必需具备的所有功能。其在4．5～35V输入电压范围内工作,能够提供超过10A的充电／备份电流能力。该器件还为l～4个串联超级电容器组提供平衡和过压保护。     

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计

针对现有太阳能最大功率点跟踪控制策略的不足,提出了一种新型的最大功率点跟踪控制策略,即基于电流单参量的最大功率点跟踪(MPPT)。首先阐述了该最大功率控制策略的基本原理与可行性,并重点描述了该最大功率点跟踪控制策略的系统设计与调试,其中侧重于系统核心设计:电流监控电路设计和基于纯CMOS数字电路硬件逻辑程序的步进PWM控制器设计,并且详细分析了其工作原理及元器件的选取。经调试与完善,该MPPT控制系统现已能实现最大功率点跟踪,同时显示出它区别于其他控制策略的优势。     

最大功率跟踪控制在光伏系统中的应用

对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了实验研究,利用DC-DC转换电路和单片机控制系统实现最大功率点跟踪,使太阳电池始终保持最大功率输出;和普通的控制器相比增加输出功率5％～15％。     

基于MSP430F149的光伏MPPT控制器的设计

本文介绍了一种采用超低功耗单片机MSP430F149控制系统来实现太阳能光伏电池最大功率点跟踪的精简设计,在这个设计中提出来采用变步长扰动分析法来实现MPPT的控制,并分析和比较了Buck和Boost电路的优缺点,然后采用Boost电路结合MSP430F149单片机完成了MPPT控制器的设计。最后,采取模拟实验的方法对控制器的功能进行了验证。结果表明,该设计不但电路设计简单,软硬件结合,控制方法灵活,而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。     

太阳能半导体照明系统控制器的研究与设计

在增量电导法的基础上提出一种改进的最大功率点跟踪算法.该算法在最大功率点两侧取不同变化步长,可减小在最大功率点附近的振荡,降低振荡造成的能量损失.设计了基于此算法进行最大功率点跟踪的太阳能半导体照明系统控制器,并进行了系统工作状态分析.控制器通过ATmega16单片机实现系统在不同工作状态间的切换和对蓄电池充放电的精确控制,提高了太阳电池的利用率,结合了太阳电池和半导体照明的优点.     

基于模糊控制的光伏最大功率跟踪控制研究

本文分析了光伏发电系统最大功率跟踪的原理,提出了利用模糊控制来实现最大功率跟踪的方法.模糊控制具有跟踪精度高,响应迅速,鲁棒性好等优点,并且不依赖与具体数学模型.同时给出了模糊控制器的详细设计过程,利用matab进行了仿真,获得了很好的输出结果,表明模糊控制用于光伏最大功率跟踪的优越性.     

双MPPT风光互补LED路灯控制器的研究与应用

本文根据中新天津生态城的气象条件和现有风光互补LED路灯的工作状况,详细阐述了双MPPT（最大功率跟踪）风光互补路灯控制器的实验背景,分析说明了控制器在旧蓄电池的激活和维护功能上的创新,并与之前使用的控制器对比说明其在风力发电及太阳能电池板发电的能量获取上的效率提升。     

一种超级电容器组的电压均衡控制方式研究

超级电容器单体电压管理控制是提高串并联使用的超级电容器单体的性能和寿命的重要方式,反激变换器是输出与输入隔离的最简单的变换器,用于超级电容均压控制具有独特的优势。提出了一种采用四个反激变压单元实现多路输出次序耦合的电压均衡控制器,仿真与实验结果表明,设计的均衡控制器不需要检测电路和电压比较电路,结构简单均压效果良好。     

尖晶石结构的钴基金属氧化物超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器作为一种新型储能转化设备,以其充放电时间短、循环寿命长以及功率大等优点,引起了广泛的关注。超级电容器电极材料是影响其性能的重要因素。具有尖晶石结构的钴基金属氧化物以其优异的电化学性能作为超级电容器的电极材料使用获得了极大的成功。概述了各种钴基金属氧化物的最新进展,如钴酸锌、钴酸锰、钴酸镍等,并对其未来的发展进行了展望。     

基于DSP的光伏最大功率跟踪技术的研究

光伏电池的最大功率点受光照强度、环境温度和负载大小等外界因素的影响而不断变化,因此很有必要对光伏电池的最大功率点进行时时跟踪以提高光伏电池的利用率.以分析光伏电池输出特性为基础,在实验室环境下用直流电源和可变电阻来模拟光伏电池,并选择Boost电路实现DC/DC变换来搭建实验电路;同时该实验采用DSP(TMS320F2812)作为控制器来进行最大功率跟踪算法的控制.实验结果表明,该方法可以有效地完成光伏的最大功率跟踪.     

太阳电池最大功率点跟踪研究

根据太阳电池的特性,设计了一种基于“二次插值法”的太阳能电池最大功率跟踪器,并对设计的MPPT控制器进行了测试。实验结果表明它有较好的跟踪性能。     

Performance evaluation of a MPPT controller with model predictive control for a photovoltaic system

ABSTRACT

Efficiency has been a major factor in the growth of photovoltaic (PV) systems. Different control techniques have been explored to extract maximum power from PV systems under varying environmental conditions. This paper evaluates the performance of a new improved control technique known as model predictive control (MPC) in power extraction from PV systems. Exploiting the ability of MPC to predict future state of controlled variables, MPC has been implemented for tacking of maximum power point (MPP) of a PV system. Application of MPC for maximum power point tracking (MPPT) has been found to result into faster tracking of MPP under continuously varying atmospheric conditions providing an efficient system. It helps in reducing unwanted oscillations with an increase in tracking speed. A detailed step by step process of designing a model predictive controller has been discussed. Here, MPC has been applied in conjunction with conventional perturb and observe (P&O) method for controlling the dc-dc boost converter switching, harvesting maximum power from a PV array. The results of MPC controller has been compared with two widely used conventional methods of MPPT, viz. incremental conductance method and P&O method. The MPC controller scheme has been designed, implemented and tested in MATLAB/Simulink environment and has also been experimentally validated using a laboratory prototype of a PV system.     

2kW沼光互补一体化智能发电系统研究

以当前广泛研究的新能源（太阳能、沼气）应用为研究对象,介绍了沼光互补一体化智能发电系统的组成及光伏逆变器和智能控制板的软硬件设计。光伏逆变器采用单相全桥结构,基于TMS320LF2407 DSP实现了反孤岛检测控制和MPPT控制。智能控制器通过电压、光强采样,实现了沼气发电、太阳能发电和蓄电池供电的智能切换和太阳跟随控制。经组装测试,系统成功实现了沼光互补发电,技术指标达到了工业级要求。     

A new algorithm for rapid tracking of approximate maximum power point in photovoltaic systems

This paper presents a new algorithm for tracking maximum power point in photovoltaic systems. This is a fast tracking algorithm, where an initial approximation of maximum power point is (MPP) quickly achieved using a variable step-size. Subsequently, the exact maximum power point can be targeted using any conventional method like the hill-climbing or incremental conductance method. Thus, the drawback of a fixed small step-size over the entire tracking range is removed, resulting in reduced number of iterations and much faster tracking compared to conventional methods. The strength of the algorithm comes from the fact that instead of tracking power, which does not have a one-to-one relationship with duty cycle, it tracks an intermediate variable /spl beta/, which has a monotonically increasing, one-to-one relationship. The algorithm has been verified on a photovoltaic system modeled in Matlab-Simulink software. The algorithm significantly improves the efficiency during the tracking phase as compared to a conventional algorithm. It is especially suitable for fast changing environmental conditions. The proposed algorithm can be implemented on any fast controller such as the digital signal processor. All the details of this study are presented.     

Power controller design for maximum power tracking in solar installations

A state space approach to the design of a maximum power point (MPP) tracking system for photovoltaic energy conversion is presented. The problem of optimal-power control of a nonlinear time-varying system is reduced to an ordinary problem of dynamic system stability in state space by applying MPP conditions in controller design. The resulting tracking system searches for the reference point and tunes the converter for maximum power delivery to a load that may represent an end-user, or an energy-storage element, or a power grid-interface. The proposed design procedure for the MPP tracking system ensures a global asymptotic stability under certain conditions, and a minimum degree of the dynamic feedback. The design is verified using the virtual test bed, demonstrating accurate MPP tracking capability under unpredictable weather change, parameter variation, and load disturbance. The tracking system can be applied either to a stand-alone or grid-connected photovoltaic installations, and can be implemented in either analog circuitry or a digital microcontroller.     

多路输入大功率LED智能驱动电路系统设计

采用单片机智能控制以实现由风、光、市电多路输入的大功率LED驱动电路设计。其中,风光发电互补系统实现了不同工作情况下的最大功率点跟踪控制策略,并以模拟的风光能源展示发电特性,完善了风光互补措施。蓄电池充电控制方案分段优化充电过程,以智能化操控实现能源的最大利用。从而实现了驱动电路整体最优性能的设计。     

带MPPT控制的光伏充电控制器的设计

本文设计了一种具有MPPT控制的光伏发电充电控制器。该控制器通过检测蓄电池充电电压、充电电流的大小,智能选择充电器的工作状态,并在光照强度不足时自动切换到光伏发电最大功率点跟踪控制MPPT状态,采用扰动控制策略使光伏电池有最大的功率输出,使控制器有较好的充电效率。实验结果较好地说明所设计控制器的有效性。     

基于GSM的太阳能路灯联网监控系统研究

通过对太阳能光伏电池板特性及光伏电源最大功率点跟踪原理的分析,提出了基于CUK电路的光伏电源最大功率点跟踪方法,通过对太阳能路灯工作机理的分析,引进了一种新的太阳能路灯联网监控系统,介绍了太阳能路灯控制器的整体设计思路,并重点阐述了从机与主机间的通信连接以及主机与监控中心之间的无线通信连接等。该系统具有控制能力强、可靠性高和应用灵活等特点,具有很高的实际应用价值。