基于双重跟踪技术的光伏发电控制器的研究

为提高光伏电池的发电效率,阐述了一种基于太阳跟踪和最大功率点跟踪(MPPT)的光伏发电控制器的设计与实现.该新型控制器通过驱动两个直流电机实现光伏电池自动跟踪太阳,使其平面时刻与太阳光保持垂直.该控制器的另一个重要功能是通过MPPT技术使光伏电池输出最大功率.在实现MPPT过程中,为克服传统扰动观测(P＆O)法带来的动态响应慢,稳态振荡,甚至在环境突变条件下出现跟踪错误等缺点,提出了一种改进的扰动观测(IP&O)法.最后实验结果表明该双重跟踪技术使光伏电池发电效率提高约45%～50%.     

光伏发电系统最大功率点快速跟踪控制研究

针对光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)恒定电压控制法(CVT)的缺点,提出了一种新的基于温度系数在线修正的改进CVT法,与传统的CVT控制相比,它能更快速准确地跟踪最大功率点(MPP)。为进一步提高跟踪控制的精度和效率,结合电导增量法(IncCond)实现对光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)的复合控制,即在系统偏离MPP误差较大时采用CVT控制,快速调整光伏组件的工作点,再采用IncCond进行MPPT控制。最后通过实验验证了该MPP快速追踪控制策略的正确性和优越性。     

光伏系统中最大功率点跟踪方法的研究

在光伏发电系统中,光伏电池的最大输出功率取决于温度和光照条件,采用最大功率跟踪(Maximum PowerPoint Tracking,简称MPPT)方法可以使光伏电池持续输出最人功率.研究了光伏系统中的最大功率控制部分,提出了MPPT控制器的设计,介绍了几种常用的MPPT方法,其中重点研究了电导增量(Incremental Conductance,简称INC)法.给出了INC法的软件流程的设计,并在Matlab中建立了光伏电池的仿真模型.最后通过实验验证了MPPT控制器的可行性,其MPPT的响应速度和控制精度均达到了预期要求.     

基于预测模型的光伏系统MPPT研究

针对传统光伏电池最大功率点跟踪技术扰动观察法中参考工作电压难以确定的缺点,提出了一种基于预测模型的MPPT方法。预测模型根据光伏电池的动态输出特性和环境条件,预测参考工作电压,并以其为扰动观察法的初值,在更小范围内搜索最大功率点。在基于DSP控制的硬件平台上进行实验,进行了该控制方法与传统控制方法的效率对比研究,实验结果证明了该控制方法在可快速搜索到最大功率点,并可显著提高光伏电池的发电效率。     

一种MPPT控制方法的应用与仿真研究

太阳能光伏电池输出特性曲线具有强烈的非线性特征,其输出功率会随外界环境的变化而变化,故为提高太阳能光伏发电系统的效率,其有效方法之一就是对太阳能光伏电池进行最大功率点跟踪(MPPT)。根据光伏电池的等效数学模型,在Matlab/Simulink工具箱中建立仿真模型,分析了光伏发电系统主电路的拓扑结构和原理,提出一种基于功率预测的变步长扰动观察法,采用Boost电路作为DC/DC变换器进行仿真实验,结果表明,该方法能够更好地进行MPPT,提高光伏发电系统的效率。     

基于模糊控制的最大功率点跟踪控制策略仿真研究

为了更好地追踪光伏电池的最大功率点,应用Matlab软件,搭建了光伏电池模型。分析光伏电池U-I、U-P特性曲线的非线性特性,在克服传统扰动观察法后期出现震荡的情况下,提出了一种基于模糊控制的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,在Matlab软件中搭建了基于Boost升压电路的MPPT控制策略仿真模型,并对其进行了仿真,验证了算法的可靠性。通过仿真实验可得,光伏电池在环境温度和光照强度变化时,该算法仍然可以比较快速、准确地追踪最大功率点,减少在最大功率点附近的振荡,稳态效果良好。     

后备式光伏发电系统的研究与设计

以光伏发电技术为基础,结合电力电子和微机控制等技术,研究并设计了后备式光伏发电系统.与传统的独立式光伏发电系统相比,该系统能够拧制人阳能电池自动跟踪太阳光,并实现光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)控制和对蓄电池的充放电保护等功能.最后,建立了功率变换器以实现DC/DC,DC/AC变换.实验结果验证了该系统的可行性利实用性.     

三相光伏并网逆变器的研究

介绍了单级式三相光伏系统拓扑结构.基于光伏电池数学模型,利用Matlab建立了太阳能光伏阵列通用的仿真模型,并将此电池模型用在三相光伏并网逆变仿真系统中.系统具有最大功率点跟踪(MPPT)功能,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点跟踪.最后通过仿真和实验分析表明该控制策略正确可行.     

基于扰动观察法的光伏发电系统MPPT控制策略

由于光伏电池的输出功率受到光照、温度等外界因素的影响,具有非线性特性。为了提高光伏发电系统的效率必须对其输出功率进行跟踪控制。在详细分析光伏电池等效电路及输出特性的基础上,利用Matlab/Simulink平台建立了光伏系统的仿真模型,阐述了最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制原理,重点研究了电压型扰动观察法的实现算法,通过MPPT控制器比较前后两次的功率大小来决定光伏电池的电压扰动方向,使光伏电池最终达到最大功率点。最后对整个光伏系统进行仿真试验,仿真结果表明在光照发生改变时,MPPT控制器能够及时调节,实现最大功率点跟踪,验证了光伏系统仿真模型的正确性和控制策略的可靠性。     

一种新型光伏控制器MPPT控制策略

在此提出一种非隔离光伏控制器最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,采用脉冲频率调制(PFM)与脉宽调制(PWM)混合调节模式来实现光伏组件输入功率快速靠近最大功率点(MPP),且在MPP附近实现输入电压的精细化调节,从而提高光伏组件的发电效率.方法 简单易于实现数字化,实验结果验证了该控制策略的有效性.     

具有改进最大功率跟踪算法的光伏并网控制系统及其实现

光伏并网控制系统输送到电网的功率随着光照强度、环境温度以及光伏阵列输出电压的不同而变化,控制光伏阵列的工作点使其连续稳定地向电网输出最大功率非常必要。该文提出了基于同步旋转坐标变换实现光伏阵列最大功率跟踪与电流控制的电压源型逆变器相结合的三相光伏并网控制系统,该系统主要包括光伏阵列、直流母排电容、电压源型逆变器、滤波电感、数字信号控制器与电网。提出的改进最大功率跟踪方法,根据光伏阵列dP/dU-U的特性曲线,利用Newton-Raphson方法快速计算光伏阵列输出功率对电压的微分值,由此进一步形成光伏阵列工作在最大功率点的参考电压值。整个控制系统为双环控制,外环为电压控制环,利用一个PI调节器使光伏阵列输出电压工作在最大功率工作点;内环为电流控制环,利用2个PI调节器分别对d-q轴电流进行解耦控制,使逆变器输出电流与参考电流一致。根据所提出的控制算法,研制了一台三相光伏并网系统原理性样机,仿真与实验结果一致,系统具有良好的动稳态性能,说明了所提出的控制方案是非常有效的。     

Design of a P-&-O algorithm based MPPTcharge controller for a stand-alone200W PV system

Solar cells convert sun light into electricity, but have the major drawbacks of high initial cost, low photo-conversion efficiency and intermittency. The current-voltage characteristics of the solar cells depend on solar insolation level and temperature, which lead to the variation of the maximum power point (MPP). Herein, to improve photovoltaic (PV) system efficiency, and increase the lifetime of the battery, a microcontroller-based battery charge controller with maximum power point tracker (MPPT) is designed for harvesting the maximum power available from the PV system under given insolation and temperature conditions. Among different MPPT techniques, perturb and observe (P&O) technique gives excellent results and thus is used. This work involves the design of MPPT charge controller using DC/DC buck converter and microcontroller. A prototype MPPT charge controller is tested with a 200 W PV panel and lead acid battery. The results show that the designed MPPT controller improves the efficiency of the PV panel when compared to conventional charge controllers.     

基于功率平衡原理的最大功率点算法实现

最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)控制电路及控制方法是提高光伏器件利用效果的有效手段,但是检测光伏器件输出端电压、电流的传感器增加了硬件电路的成本和体积。从功率平衡角度对逆变器工作电流与光伏器件输出功率之间的关系进行分析,结果表明控制系统逆变器的输出电流可实现光伏器件的MPPT控制。由于该方法利用了逆变器并网工作所必需的检测信号,从而避免了对光伏器件输出信号的检测,降低了成本。实验结果验证了该方法的有效性。     

一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析

在分析了目前几种比较主流的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法的基础上提出了一种新的光伏电池MPPT算法。利用PIC16F877单片机构建的最小系统控制的Buck电路,实现了新算法的实验验证,新算法较大地提高了MPPT控制器的性价比。同时,这里还提出了一种新的基于IR2110构建的单管高边功率NMOSFET驱动电路,提高了变换器的变换效率。     

基于模糊控制的MPPT在光伏并网发电系统中的应用

为了提高光伏并网发电系统的输出效率,减小系统正常工作时的电压波动,提出了一种基于模糊控制的最大功率点跟踪方法.在分析了光伏电池的特性和几种光伏并网发电系统的最大功率点跟踪算法后,针对扰动观测法的不足,将模糊控制应用到最大功率点跟踪控制算法中,提出基于扰动观测法的模糊控制策略.在Matlab/Simulink中进行了系统...     

基于改进Elman网络的光伏电池最大功率跟踪

通过对光伏电源系统的特性及最大功率点跟踪原理的深入分析,提出了一种用OIF-Elman网络算法来实现太阳能电池最大功率点跟踪的控制方法。该方法将太阳能电池和Cuk斩波电路作为一个整体,直接根据检测到的电路中电压、电流的变化,通过神经网络算法来控制Cuk电路的占空比,从而实现最大功率点的跟踪,并且OIF-Elman网络不仅计入了隐层节点的反馈,还考虑输出层节点的反馈,提高了网络泛化能力和预测精度。实验结果表明,该系统在日照强度、环境温度变化时仍能够快速、准确地跟踪到太阳能电池的最大功率点,并具有较好的稳定性。     

Model predictive control of grid-connected PV power generation system considering optimal MPPT control of PV modules

Because of system constraints caused by the external environment and grid faults, the conventional maximum power point tracking (MPPT) and inverter control methods of a PV power generation system cannot achieve optimal power output. They can also lead to misjudgments and poor dynamic performance. To address these issues, this paper proposes a new MPPT method of PV modules based on model predictive control (MPC) and a finite control set model predictive current control (FCS-MPCC) of an inverter. Using the identification model of PV arrays, the module-based MPC controller is designed, and maximum output power is achieved by coordinating the optimal combination of spectral wavelength and module temperature. An FCS-MPCC algorithm is then designed to predict the inverter current under different voltage vectors, the optimal voltage vector is selected according to the optimal value function, and the corresponding optimal switching state is applied to power semiconductor devices of the inverter. The MPPT performance of the MPC controller and the responses of the inverter under different constraints are verified, and the steady-state and dynamic control effects of the inverter using FCS-MPCC are compared with the traditional feedforward decoupling PI control in Matlab/Simulink. The results show that MPC has better tracking performance under constraints, and the system has faster and more accurate dynamic response and flexibility than conventional PI control.     

Model predictive control of grid-connected PV power generation system considering optimal MPPT control of PV modules

Because of system constraints caused by the external environment and grid faults, the conventional maximum power point tracking (MPPT) and inverter control methods of a PV power generation system cannot achieve optimal power output. They can also lead to misjudgments and poor dynamic performance. To address these issues, this paper proposes a new MPPT method of PV modules based on model predictive control (MPC) and a finite control set model predictive current control (FCS-MPCC) of an inverter. Using the identification model of PV arrays, the module-based MPC controller is designed, and maximum output power is achieved by coordinating the optimal combination of spectral wavelength and module temperature. An FCS-MPCC algorithm is then designed to predict the inverter current under different voltage vectors, the optimal voltage vector is selected according to the optimal value function, and the corresponding optimal switching state is applied to power semiconductor devices of the inverter. The MPPT performance of the MPC controller and the responses of the inverter under different constraints are verified, and the steady-state and dynamic control effects of the inverter using FCS-MPCC are compared with the traditional feedforward decoupling PI control in Matlab/Simulink. The results show that MPC has better tracking performance under constraints, and the system has faster and more accurate dynamic response and flexibility than conventional PI control.     

A fuzzy maximum power point tracking method for photovoltaic systems using a single input current sensor

Maximum power point tracking (MPPT) is one of the major issues in photovoltaic (PV) systems and plays a vital role in optimal utilization of these systems for practical applications. In this paper, we propose a new MPPT method that requires only one current sensor in PV panel side and uses a fuzzy controller to generate proper duty cycle for the DC–DC converter in a PV system. The input current sensor‐based fuzzy MPPT method (ICSF) exhibits proper operation both under steady state and dynamic tests and also performs well in case of severe environmental variations. The proposed method has been simulated in the MATLAB/Simulink workspace and compared with some major MPPT methods. The results reveal that the proposed method behaves well in various conditions. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

单周控制光伏并网系统的最大功率跟踪

单周控制的单级全桥光伏并网系统具有容量大、效率高、成本低等优点。但现有基于单周控制的光伏电池最大功率跟踪存在着难以搜索最大功率点、难以稳定工作在最大功率点以及搜索精度差等缺点。针对以上不足,本文提出了基于增量电导的光伏电池最大功率跟踪算法,该算法将光伏电池输出功率引入到单周控制的输入量中,同时优化了光伏电池输出电压的给定量。该算法在硬件上实现简单,仿真结果表明该算法能够准确跟踪光伏电池最大功率点,并具有较高的精度和稳定性