基于PSpice ABM的光伏并网系统仿真研究

为探索光伏并网系统的PSpice仿真方法,以实际课题中两级式光伏并网逆变系统为背景,根据光伏电池的物理数学模型,采用orCAD/PSpice10.5模拟行为模型(ABM)方法建立了光伏阵列仿真模型和光伏并网发电控制器模型,实现了两级式光伏并网逆变系统级仿真,并对光伏并网发电系统受温度、光照影响进行了仿真分析。仿真结果表明,采用PSpice可对大型光伏阵列并网发电系统进行较高精度的模拟仿真,基于PSpice ABM建模的光伏并网系统仿真具有实际工程意义,为光伏系统级仿真提供了一种方便有效的仿真方法和手段。     

数字式光伏模拟器的研究与设计

为在光伏实验系统中模拟光伏电池外特性,克服自然条件下多种环境因素的复合影响和功率器件性能差异对电池输出特性的影响,实现温度、光照强度改变等条件下光伏电池真实外特性的模拟。设计了一种基于三相AC-DC整流器结构的光伏模拟器,硬件部分基于三相电压型PWM整流器,软件部分基于单二极管光伏电池模型的模拟算法,详细推导了模型参数的计算方法;采用电压电流双环控制策略,保证输出电压的跟踪精度及响应速度,并加入负载电流前馈补偿控制,提升直流电压抗扰动性能。模拟器能够精确模拟光照、温度及阴影遮挡等条件下的光伏阵列外特性,电压控制偏差为±0.001 V,响应时间为20 ms。     

基于工程模型的光伏建模与输出特性仿真

基于光伏电池的工程模型,在Matlab/Simulink仿真环境下,搭建了光伏阵列仿真模型,可模拟仿真给定光伏模块参数、光伏阵列串并联方式、外界环境变化下的光伏阵列特性曲线,并具有最大功率跟踪功能,其中采用考虑外界环境因素变化的恒电压控制方法,方法简单易行。该模型有较好的通用性,为光伏发电系统的研究提供了仿真模型和平台。     

基于模型参考电导增量法的光伏电池MPPT控制

由于光伏电池输出电压的非线性特性,需要进行MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制,即最大功率点跟踪控制.通过建立光伏电池的数学模型,对光伏电池的输出特性进行了分析.分析了太阳能光伏阵列在不同外界环境的输出特性和几种传统的最大功率跟踪方法的优缺点,并且仿真验证了电导增量法的优点和缺点.在此基础上提出了一种基于模型参考的电导增量法.当光照强度和温度发生快速变化时,系统通过获得仿真模型在当前光照和温度的最大功率点电压,利用电导增量法在此电压附近寻找实际的最大功率点电压.仿真结果表明,和传统的电导增量法相比,该方案能够在外界环境发生变化时快速跟踪太阳能电池的最大功率点,有效提高了最大功率点的跟踪精度,具有良好的动态和稳态性能.     

微电网光伏发电系统控制与稳定性研究

在分析光伏电池原理及最大功率跟踪基础上,分析了含光伏发电系统的微电网模型。对光伏系统控制采用的是两级式控制,前级Boost DC/DC实现光伏阵列最大功率跟踪控制以稳定直流母线电压,并可升高电压以满足后级逆变器需要。后级为DC/AC逆变器,对逆变器采用V/f控制策略,此控制策略用以保证微电网的频率电压的稳定性。在Matlab/Simulink平台搭建含光伏发电系统的微电网仿真模型,分别对在并网运行时改变光照和在孤岛运行时改变负荷进行仿真,验证控制策略能够保证光伏发电系统的稳定运行。     

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。     

具有MPPT功能的单级式光伏并网发电系统仿真分析

阐述了单级光伏并网系统的结构及其控制过程,建立了光伏阵列模型和光伏并网发电系统模型,利用光伏阵列模型模拟了光照和温度变化条件下光伏并网系统的输出情况.仿真实验表明,该单级式光伏并网发电系统能够迅速、有效地跟踪到光伏阵列的最大功率点,在并网电流的控制方面能准确的跟踪电网电压相位,使逆变器的输出电流与电网电压同频同相,保证...     

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真

根据光伏阵列的特性,开发了光伏阵列的通用仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性.分析了光伏并网发电系统最大功率跟踪的算法,针对最常用的最大功率跟踪方法--扰动观察法的不足,提出了一种新的最大功率跟踪的新算法.在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真.仿真结果表明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效地避免跟踪的偏差,能够准确地跟踪太阳能电池的最大功率点,有效地提高光伏电池的输出效率,其动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能.     

光伏电池在Boost电路中的最大功率跟踪

光伏电池工程模型简化了复杂的数学模型,是研究光伏发电系统的实用模型。在Matlab/Simulink环境下,可对任意温度和光照下的光伏电池工程模型仿真。详细阐述了爬山法MPPT控制原理及在Boost电路中的实现,用爬山法MPPT控制器调节Boost电路,通过调节占空比来实现光伏电池的最大功率跟踪。对整个光伏电池系统在温度突变的情况下进行仿真,仿真结果显示在温度或光照发生改变时,MPPT控制器能够及时调节,使电池工作在最大功率点。     

用于光伏发电系统的DC-DC变换器的设计

从研究光伏电池的输出特性出发,运用MATLAB建立光伏电池模型进行模拟仿真,分析其工作特性;在此基础上,详细总结了应用于最大功率点跟踪的DC/DC电路的拓扑、工作原理,并搭建了升压型Boost电路的仿真模型;在理论分析与仿真分析的基础上,利用微控制器设计出最大功率点跟踪系统的硬件电路,完成了功率电路,驱动电路,电流电压检测电路以及控制电路的原理图的绘制;最后,设计出以ATmega16控制器为核心的光伏电池阵列的最大功率跟踪控制系统,并对整个电路进行实验研究,验证了所提出控制方法的有效性和可行性。     

基于坐标变换的单相光伏并网控制策略的研究

一种单相两级式光伏并网发电控制系统的仿真研究。根据硅型光伏电池的特性,研究设计了光伏电池的仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性。在最大功率点跟踪的算法方面,基于传统电导增量法的进行改进,提出了一种变步长的跟踪算法。逆变环节采用全桥逆变电路,根据瞬时无功理论,虚拟出一个与单相交流电流分量正交的交流量,基于旋转坐标变换并利用PI调节控制来实现逆变电流的无静差并网控制,同时实现了有功、无功功率的解耦控制。详细分析了所提出的系统的工作原理和控制策略,采用Matlab/Simulink对系统进行了仿真验证,仿真结果表明该系统能实现光伏阵列最大功率点的快速、准确跟踪,逆变输出电流控制精度高、谐波含量低,能实现单位功率因数并网发电。     

基于反馈线性化的光伏并网发电系统优化控制

首先建立了光伏阵列的通用仿真模型,针对常用最大功率跟踪方法中增量电导法在温差较大时启动寻优较慢的问题,将开路电压在线温度补偿法与增量电导法相结合。基于输入输出反馈线性化技术,设计了三相光伏逆变器的非线性解耦控制系统。最后利用PSCAD/EMTDC仿真对上述系统模型和控制策略进行了仿真验证。结果表明:该控制系统能够快速跟随光照和温度的剧烈变化准确实现最大功率跟踪,有效实现了有功功率和无功功率的解耦控制,具有较强的鲁棒控制特性。     

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。     

基于PSCAD的光伏电站仿真与分析

在分析光伏发电原理与光伏电池数学模型的基础上,对由若干光伏阵列组成的大型光伏电站进行PSCAD仿真建模,并分析其运行特性。采用恒电压跟踪方法并利用不同温度下的测量制表值共同实现大规模光伏阵列的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT),并设计了相应的并网逆变器控制策略。最后,对大型光伏电站在正常运行以及站内/外发生三相短路故障的情况进行仿真分析。     

光伏电池反向模型仿真分析及实验研究

以MATLAB软件为仿真平台,建立了光伏电池反向Bishop子电路模型,不同光照和不同温度下光伏电池电气特性的仿真和实验结果对比证明了该模型的有效性。分析了光伏组件模型各个参数对光伏电池电气特性的影响,对模型的参数提取和实际光伏阵列设计具有指导意义。大面积光伏阵列可能会出现热斑效应,利用光伏电池反向模型,分析了热斑效应形成原因、形成条件以及旁路二极管对热斑效应的进行了仿真分析,为并联旁路二极管拓扑结构的选择提供了依据。此外,仿真分析了实际商用光伏阵列在遮挡情况下所出现的多波峰特性,验证了旁路二极管对光伏阵列的保护效果。     

基于串联电阻估计的光伏阵列热斑故障诊断方法

光伏面板由于部分遮阴或者光照不均匀所带来的热斑故障,可能导致整个光伏面板的输出功率降低,严重时可能造成光伏面板的烧毁。首先针对单个光伏电池推导出其数学模型,继而推广到采用SP结构的光伏阵列;接着对热斑故障的机理进行了分析,并分析了旁路二极管对于光伏面板的保护作用;通过将传统的电压、电流定位法、时间跟踪描述和光伏电池参数估计模型相结合,给出一种故障诊断方法,从而判断热斑故障发生的位置和严重程度;最后,通过对光伏阵列进行仿真建模,分析热斑故障对光伏阵列输出特性的影响,验证了所提故障诊断方法的可行性。     

基于Matlab的光伏并网系统仿真研究

研究了一种单相光伏并网发电控制仿真系统。采用DC/DC和DC/AC两级拓扑结构对光伏并网系统进行了研究和设计;采用功率扰动法实现最大功率点闭环跟踪,并网控制通过采集电网电压参数和逆变输出电流参数在逆变电路中通过PI调节实现。采用基于Matlab的光伏电池仿真模型对所设计的光伏并网系统进行了仿真。仿真和实验结果表明,基于Matlab的光伏仿真模型能够有效地模拟实际光伏并网系统的行为特征性,证明此系统在实际中是可行的。     

光照不均匀情况下光伏阵列最大功率跟踪控制

当光伏阵列受到不均匀光照时,输出的功率电压曲线含有多个局域峰值。针对此光照不均匀情况,建立光伏阵列多峰数学模型,并提出一种最大功率跟踪控制方法。采用连续函数构建光照不均匀情况下光伏阵列输出功率电压曲线;依次从该曲线的两侧或中部迭代搜索各局部最大功率点,确保在各种光照情况下均获得全局最大功率;通过Matlab仿真实例验证了所提多峰数学模型和最大功率跟踪控制方法的正确性。     

光伏建模与并网仿真

在Matlab/Simulink仿真环境下利用S函数,开发了太阳电池板的仿真模型,其通用性强,仿真速度快.该模型采用扰动计算法实现光伏阵列的最大功率跟踪(MPPT),模拟了不同太阳辐射强度、环境温度下的I-V、P-V特性.并且利用该模型进行并网仿真,仿真结果表明在短时间内光照强度的变化对光伏阵列的输出特性影响比温度更为...     

基于MATLAB的光伏电池阵列MPPT仿真研究

利用MATLAB/Simulink仿真模块,以光伏电池阵列的数学模型为基础,建立了一种光伏电池阵列的仿真模型.给出了仿真模型的内部结构,及其在不同环境温度和光照强度下的输出特性仿真结果.对仿真模块进行了最大功率点跟踪仿真,给出了仿真结果.