光伏电池建模及MPPT仿真研究

根据光伏电池数学模型,在Matlab/Simulink环境下建立光伏电池仿真模型,并在不同光照强度和环境温度条件下进行了仿真,结果表明,光伏电池的输出特性呈明显非线性并随环境温度和光照强度的变化而变化.此外,对该模型结合MPPT模块,实现对光伏电池最大功率点跟踪方面,提出了一种跟踪速度快、稳态精度高的改进粒子群算法.经仿真试验表明,该方法较传统方法具有明显的控制效果.     

基于一种数学算法的光伏电池MPPT控制方法

当外部环境和负载发生变化,光伏电池输出功率也随之变化,为了提高系统的光电转换效率及跟踪响应速度,提出了一种改进的基于数学方法的最大功率点跟踪方式———基于拉格朗日中值定理的变步长电导增量法。该方案通过判断曲线一点的导数与限定因子的大小,选择不同方式来改变占空比,从而达到提高系统的快速性与稳定性的目的。并在Matlab仿真环境下利用SimPowerSystem模块建立仿真模型。仿真结果表明,在系统发生突变的情况下,该算法能准确快速跟踪在MPPT处,证实了算法的实用性及可靠性。     

基于MPPT的单相光伏并网发电系统仿真研究

在Matlab/Simulink仿真环境下,设计了含PV、并网逆变器和控制器三个模块的5 k W单相光伏并网逆变系统。控制器采用电压外环电流内环的双闭环控制方法,具有最大功率跟踪功能。在外界环境突变情况下,对比分析了变步长电导增量法和定步长电导增量法的最大功率跟踪控制效果以及系统并网性能。仿真结果表明,光照强度突变时,采用定步长电导增量法,并网谐波电流总畸变率超出3%,不满足并网要求,而采用变步长电导增量法,在温度和光照强度突变时,均可快速、准确实现最大功率跟踪控制,且并网谐波电流总畸变率低于3%,功率因数接近1。     

一种改进的变步长电导增量光伏电源MPPT控制方法

光伏系统的最大功率点跟踪方法可以最大限度地利用光伏电池所能产生的电能,因此成为提高光伏发电系统运行效率、降低光伏电能成本的研究热点。针对目前常用的扰动观察法速度较慢、电导增量法在最大功率点附近有较大振荡的问题,提出一种改进变步长电导增量的最大功率点跟踪控制方法,该方法既具有电导增量法快速跟踪的优点,又能准确、稳定地跟踪到最大功率点,因此更适于提高光伏电源的能源利用率。对所提方法进行了仿真分析,并比较了几种MPPT算法的跟踪效果,结果表明,所提方法具有快速性、稳定性和有效性。     

基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究

通过分析光伏阵列特性,针对变步长电导增量( INC)法在光照强度发生大幅度变化时由于错误计算步长引起的系统振荡的缺点,采用了一种改进的变步长INC法,能够快速并准确地进行最大功率点跟踪(MPPT).最后搭建了Boost MPPT控制的硬件电路进行实验验证.结果表明,在光照强度发生大幅度变化时,改进后的算法能快速、准确地...     

光伏电池和MPPT控制器的仿真模型

分析了光伏电池的工程用数学模型,并在MATLAB环境下建立了光伏电池的仿真模型。设计了最大功率点跟踪控制器的仿真模型,用来实现光伏电池的最大功率输出。该控制器使用导纳增量法实现最大功率点跟踪。在MATLAB/SIMULINK环境下搭建光伏发电系统的仿真模型进行了仿真。仿真结果表明,搭建的仿真模型能够准确地反映不同自然条件下光伏发电系统的特性与功能,可以用于光伏发电系统的仿真研究。     

一种用于光伏MPPT的分阶段变步长电导增量法

针对传统的光伏系统最大功率点控制算法跟踪精度和速度不能兼顾的问题,提出一种分阶段变步长电导增量法。该算法将光伏电池输出曲线划分为两阶段,根据不同阶段的曲线特性分析比较,从而进行步长模式的切换,在远离最大功率点的动态阶段采用大步长跟踪,而在最大功率点附近的稳态阶段则采用小步长跟踪。仿真结果表明,该方法快速跟踪到最大功率点,且有效降低了系统最大功率点附近的振荡,提高了光伏电池的利用效率。     

基于改进电导增量法的光伏电池最大功率点跟踪研究

针对传统电导增量法在光伏电池最大功率跟踪时存在跟踪速度慢、稳态振荡幅度大的缺点,提出一种改进的电导增量控制方法。该方法提出一个新的步长因子表达式,与传统步长因子相比,该步长因子具有初始阶段数值大、接近最大功率时数值小的优点,由此可实现最大功率点跟踪的快速性和稳态时的准确性。搭建光伏电池实际应用的仿真模型,分析了光伏电池在不同温度和不同光照强度下的输出特性曲线。实验结果表明,提出的改进的电导增量控制方法能有效地提高跟踪速度和稳态时的跟踪精度。     

光伏发电中光伏电池变步长导纳增量法最大功率追踪

针对光伏电池最大功率追踪的问题,研究了变步长导纳增量方法追踪最大功率。推导并在Matlab下建立了光伏电池的非线性工程模型,分别编写定步长和变步长导纳增量法跟踪程序,进行光伏电池最大功率追踪仿真,并得出仿真结果,结果证明变步长导纳增量法较定步长来说,其动态和稳态性能更为优越。     

基于全局变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究

为了提高光伏能源利用率,阐述了光伏阵列的模型,提出了变步长电导增量法,在MPPT算法中增加了光伏阵列稳定工作点判断,减少了循环次数,加快了跟踪速度。用MATLAB/SIMULINK搭建了仿真模型,并与传统变步长电导增量法进行了比较。仿真结果表明,全局变步长电导增量法具有较快的跟踪速度和较强的稳定性,能够实现最大功率点跟踪(MPPT),消除了工作点在最大功率点(MPP)附近来回震荡现象,节约了能源。     

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.     

基于改进MPPT算法的光伏并网系统控制策略

研究并改进了单相两级光伏并网发电系统的控制策略。以2种基本最大功率点跟踪(MPPT)技术为基础提出了一种结合固定电压法与增量电导法的占空比扰动MPPT算法。在不同的光伏电池运行点采用不同的跟踪方法,通过直接控制直流斩波器开关占空比以达到快速准确的功率跟踪效果。针对该算法的运行条件改进了光伏并网系统整体控制策略。通过直流电压外环的功率平衡控制及比例积分校正,配合内环并网电流反馈控制,使并网逆变器在保持并网电流质量的同时更好地控制直流电压。通过PSCAD/EMTDC软件搭建的光伏并网系统仿真模型验证了改进MPPT算法及逆变器控制策略的有效性。     

光伏发电系统最大功率跟踪研究

针对光伏发电系统在最大功率点跟踪时存在跟踪速度慢和电压振荡的问题,提出一种最大功率点跟踪的改进电导增量算法.该算法先获取光伏电池输出的电流、电压,然后进行滤波和最大功率跟踪.若输出功率与最大功率点之间偏差较大,则进行恒定步长跟踪,以便系统快速获得最大功率;若输出功率与最大功率点之间偏差较小,以二分变步长进行跟踪.该算法在TMS320F28335 DSP处理器件上实现,并成功应用于光伏发电最大功率跟踪系统.实验结果表明,该改进算法能够实现最大功率快速跟踪,减少系统功率损耗,提高系统最大功率跟踪精度.     

一种改进的新型MPPT控制策略

构建光伏电池通用模型,并用Matlab仿真得到P-U、I-U特性。目前光伏系统最大功率跟踪常用到的是扰动观测法和电导增量法,而扰动观测法中对步长的确定尤为重要。跟踪过程中P-U曲线斜率改变,且最大功率点附近斜率接近于零,与其位置斜率相差较大,因此提出了根据P-U曲线斜率范围来变更步长的一种新的变步长扰动观测法。最后,使用Matlab/Simulink中S函数实现算法,从而得到仿真结果。验证了这种改进的MPPT控制算法可以实现,有良好的动态性能和稳态性能,实现了最大功率的快速跟踪。所提出的算法在一定程度上弥补了传统扰动观测法的不足,且调试简单,便于实现。     

基于单变量检测的光伏电池最大功率点跟踪算法

传统的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)技术需要同时检测光伏电池的输出电压和输出电流2个变量,在传统的电导增量法的基础上提出一种新的MPPT算法,该算法通过Boost变换器实现系统的MPPT。与传统算法相比,新算法只需检测光伏电池的输出电流,通过调节变换器的占空比,实现光伏电池阵列的输出功率最大化,减少了光伏系统的成本。仿真结果验证了该方案的正确性和可行性。     

一种光伏电源的双模MPPT控制及应用

针对现有光伏电源效率低、输出电能不稳定、应用范围小等问题,提出了一种基于变步长扰动观察法/固定电压法双模控制方法的新型光伏电源方案。其中变步长扰动观察法具有良好的稳态性能,但对外界环境突变时跟踪速度不够理想,为此引入具有良好动态性能特性的固定电压法实现双模MPPT控制。Matlab仿真结果表明该方法能够快速、准确地跟踪光伏阵列的最大功率点,减少了在最大功率点振荡的能量损失,并能实现外界环境突变等恶劣条件下的最大功率点跟踪。基于本文方法的新型光伏电源具有良好的应用前景。     

光伏系统MPPT的扰动观测法分析与改进

在光伏并网发电的过程中需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制,来使得电池的利用率最高,提高发电效率。分析了MPPT的基本扰动观测法的原理,并且分析它的优缺点。在此基础之上提出了一种改进算法,添加对爬坡斜率的再判断,作为变步长交界点的判断依据,结合电导增量算法思想,运用变步长弱振荡的方法对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制。最后通过仿真进行了验证,结果表明:该改进算法跟踪更稳定,消除了系统振荡,提高了精度,动态响应更好。     

自适应变步长MPPT算法

为减小光伏电池因环境变化造成的功率损失,提高系统的光电转换效率及跟踪响应速度,在传统电导增量法的基础上结合自适应变步长最小均方差LMS(least mean squre)算法,提出了一种自适应变步长最大功率跟踪算法,并在Matlab环境下利用SimPowerSystem功能模块建立了光伏电池的数学模型及自适应变步长算法...     

光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究

为准确跟踪光伏电池最大功率点,提高光伏电池的利用效率,分析了光伏电池等效模型及其输出特性,阐述了几种常用跟踪方法的原理及优缺点,并提出了基于电导增量法与Fibonacci搜索算法相结合的MPPT算法.仿真实验表明,该方法能在日照突变的情况下追踪最大功率点,并且使系统稳定工作在最大功率点,具有良好的抗干扰能力和较快的搜索速度,对光伏电池最大功率点有较好的追踪效果.     

光伏电池精确工程模型及输出特性研究

建立准确高效的光伏电池工程数学模型是光伏发电技术及相关研究的重要基础。光伏组件传统数学模型具有较高的精度,但非线性强、涉及超越方程,求解比较困难,难以满足工程模型对复杂度与精确度兼顾的要求。针对这一问题提出一种光伏电池精确工程模型,对数学模型进行了参数简化,设计了需要参数及迭代次数较少的牛顿—拉夫逊法的参数计算方法,改进了迭代中出现的奇异矩阵。利用MATLAB对该模型进行了4种不同光伏材料和变电阻参数特性影响测试,在不同的辐照强度和环境温度条件下对光伏组件模型输出特性进行了仿真实验和分析。结果表明,所提模型具有较好的通用性和灵敏度,快速准确反映了变工况条件下光伏组件的I-U和P-U输出特性,为大型光伏发电系统的研究提供了有力的支持。