光伏发电最大功率点跟踪方法及控制研究

针对太阳能光伏电池板并网发电转化效率较低的问题,提出了一种最大功率跟踪方法,并设计相应的最大功率跟踪控制器。该方法能够根据电网电压的幅值和频率变化,计算得到最大功率点修正量,并与扰动观察法得到的最大功率点叠加,完成最大功率点的跟踪控制。通过仿真实验表明:改进的方法能够有效避免误判,跟踪时间较短,在最大功率点附近的震荡减小。与一般扰动观察最大功率跟踪方法相比,该方法能够减弱电网不稳定因素对最大功率点的影响,获得更加准确的最大功率跟踪轨迹,满足电网稳定运行的最佳功率点。     

最大功率点跟踪能量损耗研究

光伏并网发电系统中,最大功率点跟踪对于提高光伏系统的效率至关重要。本文将能量损耗的观点引入到最大功率点跟踪的分析中,详细分析了扰动观察法的振荡、跟踪过程中误判的能量损耗。提出了一种改进的扰动观察法,经实验验证新方法能够很好地解决振荡,跟踪精度和跟踪速度问题。     

光伏发电系统最大功率点跟踪控制及拓扑结构研究的新进展

本文针对光伏器件的特点提出两种新的最大功率点跟踪控制方法：短路电流结合扰动观察法及用非对称模糊控制的扰动观察法。前一种方法在短路电流控制方法的基础上引入了优化扰动步长的扰动观察法，它可有效消除光伏器件输出功率在最大功率点的振荡现象。第二种方法把非对称模糊控制引入传统的扰动观察法，它在光伏器件最大功率点两侧的特性采取不同的扰动步长，可有效消除传统方法在最大功率点处的功率振荡。仿真和实验研究证明：上述两种方法可以快速跟踪外部环境变化，并消除系统在最大功率点的振荡现象。同时本文提出一种新型的用于小功率光伏发电的高频逆变电路，它由buck－boost变换器和电流源高频链逆变器构成。由它来实现光伏模块的最大功率点跟踪，得到与电网同步的电压。该电路结构简单、效率高，光伏模块的最大功率点不受负载变化的影响。该方案通过实验验证。     

自适应扰动观察法在光伏MPPT中的应用与仿真

为了提高光伏发电系统的输出效率,提出了基于变步长扰动观察法的最大功率点跟踪方法。该控制方法以光伏电池的数学模型为基础,以光伏输出功率的变化为判断依据,通过对光伏电池的输出电压进行调节,从而实现最大功率点跟踪。在Matlab/Simulink下进行了系统的建模与仿真,仿真结果表明该算法能够在快速跟踪最大功率点变化的情况下保证跟踪精度。这说明变步长扰动观察法具有比传统扰动观察法更优异的稳态和动态性能,能够有效提高光伏发电系统的发电效率。     

扰动观察法能量损耗研究

光伏并网发电系统中,最大功率点跟踪对于提高光伏系统的效率至关重要。详细分析了扰动观察法的振荡、跟踪过程中和误判的能量损耗,并提出一种改进的扰动观察法。仿真和实验证明新方法能很好地解决振荡、跟踪精度和跟踪速度问题。     

基于等效负载阻抗扰动的分布式MPPT方法研究

介绍了光伏优化器系统的工作原理及最大功率点跟踪的本质。针对光伏优化器系统中每块光伏组件进行MPPT控制,造成传统MPPT方法由于负载阻抗扰动而引起误判断的问题,提出了一种基于等效负载阻抗扰动的分布式最大功率点跟踪方法。该方法综合考虑控制量扰动和负载阻抗扰动进行MPPT判断,避免光伏优化器系统中各个独立模块之间的相互影响。通过对比实验证明提出的基于等效负载阻抗扰动的最大功率点跟踪方法具有快速的响应能力及抗负载阻抗扰动能力,其稳定性优于传统的MPPT方法。     

短路电流结合扰动观察法在光伏发电最大功率点跟踪控制中的应用

光伏电池输出功率随外部环境和负载的变化而变化,为充分发挥光伏器件的效能,需采用最大功率点跟踪电路。对于最大功率点跟踪电路的控制已经提出了许多方法,其中短路电流法和扰动观察法因其具有简单有效的优点而得到广泛应用。针对短路电流法的缺点,该文提出一种新的在线短路电流控制方法。该方法在不干扰系统正常工作的情况下,能迅速感知外部环境变化,但该方法效率不高。为充分发挥光伏电池的效能,在线短路电流控制方法的基础上再引入扰动观察法。该文扰动观察法的扰动步长针对最大功率点处稳态特性进行优化,优化后,扰动观察法可有效消除光伏器件输出功率在最大功率点的振荡现象,从而提高系统效率。仿真和实验研究证明,该方法可以快速跟踪外部环境变化,并消除系统在最大功率点的振荡现象。     

基于改进的扰动观察法在光伏发电MPPT中的应用

光伏电池是一种非线性电源,随外界环境的变化而变化,为了提高光伏阵列的利用率,光伏系统中需采用最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)。近年的研究中,提出了许多跟踪算法,其中应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法。在分析扰动观察法的基础上,进行优化提出了一种改进的变步长算法,它有效提高了最大功率点跟踪过程中的跟踪速率,克服了扰动方向的误判问题,消除了在最大功率点的振荡现象。仿真与实验结果证明了该方法的有效性。     

一种引入启停机制的光伏最大功率点跟踪算法

为了提高太阳能光伏发电系统的效率,对光伏发电进行最大功率跟踪尤为重要。针对经典定步长扰动观察法较低的跟踪速度和稳态功率处的振荡现象,在现有变步长扰动观察法的基础上,提出引入启停机制的光伏最大功率跟踪法,当光伏阵列运行于最大功率点处,搜索过程停止;当环境因素变化时,重新给定一个扰动分量,并设置正确的搜索方向,开启新一轮的搜索过程;在Matlab/Simulink中进行仿真,与经典定步长扰动观察法和现有变步长扰动观察法做了仿真对比;结果表明:改进算法有效地避免了稳态功率处的振荡现象,具有良好的跟踪效果。     

基于环境监测的光伏MP P T算法研究

扰动观察法具有算法简洁、易实现等优点,是当前应用较为广泛的光伏最大功率点跟踪 (MPPT)技术.但该方法在环境条件变化使光伏板输出功率减小时会产生误判,无法追踪到最大功率点.为此文章提出一种基于环境监测的光伏 MPPT算法,该算法通过传感器采集环境变量,判别表征光照强度和温度的变化,建立一种环境监测的追踪策略.仿真测试表明,该方法能够有效消除扰动观察法误判情况,光照突变时,系统也能快速响应。     

基于功率预测的新型变步长电导增量法最大功率点跟踪策略

光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,最大功率点跟踪技术能够提高光伏系统的效率。常规定步长算法在选取步长时在响应速度和稳态精度之间无法兼顾。变步长算法在同一光照强度具有良好性能,但在光照突变时存在最大功率点跟踪死区的情况。提出了基于功率预测的新型变步长电导增量法。该方法采用一种新的步长调整系数,能够根据外界条件的变化调节步长,解决了跟踪速度与稳态精度之间的矛盾。并且当光照剧烈变化时,确保扰动前后的判断是基于同一功率曲线进行的,避免误判现象的发生。仿真验证了该算法的有效性。     

强跟踪UKF算法在光伏系统MPPT中的应用

强跟踪UKF算法是采用Unscented策略逼近非线性分布且强跟踪系统突变的状态估计算法,该算法兼具强跟踪算法鲁棒性强、Unscented变换精度高、实现简单的优点。针对光伏系统在部分遮蔽情况下最大功率点误判问题,结合恒压法与强跟踪UKF算法,提出了一种新的光伏系统MPPT策略。采用恒压法快速定位最大功率点的电压范围;在该电压范围用尽量小步长的控制电压,以相应瞬时功率作为被估量,采用STUKF算法精确估算最大功率点,确定相应控制电压;保证光伏系统MPPT跟踪速度基础上,提高跟踪精度,通过状态跟踪判断状态突变,避免了误判问题。仿真和实验验证了所提策略的正确性、有效性。     

基于光伏MPPT采样电流的自适应变步长INC算法

针对传统电导增量INC（incremental conductance）算法在跟踪最大功率点的过程中无法兼顾跟踪速度与稳态精度的问题,以及传统变步长算法在光照变化时容易发生误判的问题,提出了一种新型的自适应变步长INC算法。光照强度变化较大时,利用负载曲线与I-V特性曲线的工作原理,在暂稳态和非稳态下都可以根据最大功率点跟踪MPPT（maximum power point tracking）采样电流的变化,自适应调节跟踪速度;光照强度变化较小时,能够根据输出电压与功率的变化自适应减小步长,提高稳态精度。追踪速度是传统算法的9.3倍,是现有变步长算法的4.2倍,有效减少了光照强度变化带来的功率损失。     

智能电网中光伏发电MPPT仿真分析

根据光伏阵列的数学模型搭建了多功能光伏阵列仿真模块．为进一步对光伏阵列最大功率跟踪方法的分析与研究打下了基础。针对传统最大功率跟踪方法的振荡与跟踪速度之间的矛盾以及误判问题,提出了基于变步长的改进MPPT算法,并通过仿真实例验证了该方法的准确性和优越性。     

Comparison of fuzzy logic and neural network in maximum power point tracker for PV systems

This paper proposes two methods of maximum power point tracking using a fuzzy logic and a neural network controllers for photovoltaic systems. The two maximum power point tracking controllers receive solar radiation and photovoltaic cell temperature as inputs, and estimated the optimum duty cycle corresponding to maximum power as output. The approach is validated on a 100 Wp PVP (two parallels SM50-H panel) connected to a 24 V dc load. The new method gives a good maximum power operation of any photovoltaic array under different conditions such as changing solar radiation and PV cell temperature. From the simulation and experimental results, the fuzzy logic controller can deliver more power than the neural network controller and can give more power than other different methods in literature.     

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统

随着光伏发电技术的推广应用,具有无功补偿功能的光伏并网系统对于减轻电网负担、改善供电质量具有重要意义.本文提出了一种具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统.该系统实时检测太阳能电池输出电压和电流、电网电压和负载电流,在实现太阳能电池最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)的同时,还能够实时补偿本地负载的无功电流.由于采用了改进的干扰观测法,MPPT算法的稳定性得到了改善;在逆变控制中应用了单周期控制(One-Cycle Control, OCC)PWM算法,从而提高了控制精度,减小了输出电流的纹波含量.文中给出了仿真和实验结果,验证了设计的合理性.     

基于改进电导增量法的光伏MPPT控制

为了提高光伏发电效率及系统稳定性,需要对光伏阵列进行最大功率点跟踪（MPPT）控制。针对传统扰动观测法存在的系统振荡及误判问题,提出一种改进的电导增量法,通过计算系统当前时刻电导与电导变化率的差值,利用积分器进行调节,消除其差值,最终实现对系统最大功率点的稳定跟踪。为验证所提算法的有效性,将改进电导增量法与传统扰动观测法进行仿真对比,结果表明改进算法控制的光伏系统输出功率在满足跟踪速度的基础上,减小了系统母线电压变化的振荡幅度,使系统能够稳定准确地跟踪最大功率点,提高了光伏电池的利用率。     

局部阴影下光伏电池最大功率点跟踪方法

随着能源和环境问题的日益严重,太阳能作为一种绿色可再生能源得到大力发展。光伏发电是太阳能利用最常见的形式,最大功率点跟踪（MPPT）是提高光伏发电效率的有效途径之一。由于光伏发电系统所处环境复杂,部分组件被遮挡的问题难以避免,传统的跟踪算法可能出现误判。针对此问题,本文以局部阴影下最大功率点跟踪控制为主线展开研究,分析光伏发电原理,搭建了4串2并结构的光伏阵列。通过仿真和编程探究了阵列在局部阴影下的输出特性并总结规律。在此基础上,对最大功率点跟踪进行了理论分析,并基于粒子群算法设计出了有效的控制方法,实现了局部阴影下最大功率点跟踪,利用Simulink进行仿真,验证了算法的可行性。     

无差拍控制的非隔离型并网逆变器漏电流分析

为实现逆变系统高质量并网电流的输出,漏电流的消除对非隔离型光伏并网逆变器至关重要。分析了非隔离型单相并网逆变器漏电流的产生机理和流通回路,并基于无差拍电流控制原理,说明漏电流对逆变电流以及MPPT的影响。提出了一种基于无差拍电流控制的单相光伏并网逆变器漏电流补偿方法,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。通过仿真结果和实验测得值相比较表明,通过对逆变器占空比的补偿,可以有效地消除漏电流对逆变电流的影响,从而避免功率跟踪中出现误判或者找不到最大功率点的情况,实现逆变电流高质量输出和最大功率的正确跟踪。     

一种改进的电导增量法的MPPT实现策略

分析了传统的电导增量法在光伏MPPT中的原理,并针对光照骤变下而引起光伏输出功率及光伏内阻同时发生骤变这一状况,导致了随后的最大功率追踪发生了较大的振荡,而以往的MPPT技术关注于条件骤变后的跟踪速度的改进,因此提出了一种新的改进方法,即通过及时地对Boost电路的占空比信号D进行相应的补偿。仿真结果表明,该方法可以显著改善振荡同时加快跟踪速度。