基于功率回馈的光伏系统MPPT控制器研究

针对传统光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)技术变负载和环境条件下太阳能利用率低的缺点,根据光伏电池的动态输出特性以及闭环MPPT技术,在对MPPT控制器光伏电池组件进行理论和实验分析的基础上构建了Boost MPPT硬件电路,搭建了光伏发电系统试验台,设计了基于无损功率回馈法的MPPT控制器,进行了该控制策略与传统控制策略的传输效率对比研究,并将这种改进策略应用在光伏发电的最大功率追踪系统中。实验结果证明了该控制方法在提高变换器传输效率方面的作用及其在光伏系统应用中的优势。     

一种带储能的光伏发电DC/DC变换器控制方法

针对具有储能的光伏发电DC/DC变换器系统,探讨了DC/DC变换器的控制,根据电池和负载的状态,合理地实现光伏发电功率的控制。针对光伏发电DC/DC的应用场合,分析了独立光伏发电系统的功率流动情况,并提出了限定功率点跟踪(LPPT)的控制方法,分析了LPPT在静态及动态条件下的工作过程。同时,将LPPT和最大功率点跟踪(MPPT)算法相结合,从而灵活控制光伏电池的输出功率,适用电池的储能状态,满足负载需求。控制方案在实验模型上进行了初步验证。     

线性自抗扰在光伏发电系统MPPT中的应用

为了保证光伏发电系统能够快速地达到最大功率点并且能够稳定运行,设计了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的最大功率点跟踪(MPPT)控制器。建立了光伏电池与DC-DC变换器相结合的数学模型。设计了1阶LADRC对其进行解耦控制,目的是能够快速地确定光伏电池阵列的最优输出电压,减少功率振荡。分析了MPPT控制器的设计原理。为了验证所设计的MPPT控制器的实效性与普适性,通过Matlab/Simulink进行了仿真研究。仿真实验表明,加入所设计的MPPT控制器,能够明显提高算法的跟踪速度,大大降低功率振荡,即使在外界环境变化剧烈的情况下,也能表现出良好的控制能力,通用性很强。     

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.     

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。     

变结构参数模糊控制在光伏发电最大功率点跟踪中的应用

研究了光伏电池的输出特性,讨论了光伏发电系统最大功率点跟踪常用控制方法的优缺点.分析了光伏电池的功率电压曲线,提出将变结构参数模糊控制应用到光伏发电系统MPPT控制中,能够快速响应外界条件的变化,在最大功率点无明显的震荡.试验结果表明,控制方法能使系统稳定工作在最大功率点,并且可快速跟踪外界环境变化,具有较好的动态和稳态性能.     

基于开路电压法光伏电池最大功率追踪器

光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)对提高太阳能的利用率以及充分利用太阳能所转换的能量而言至关重要。由于开路电压法特别适用于小功率光伏发电系统,因此选择开路电压法作为MPPT的控制方法。在分析了设计需求后,设计了基于单片机控制的开路电压法光伏电池最大功率追踪器,并采用大容量电源负载装置模拟电源功能模拟的光伏电池进行实验,设计的最大功率追踪器效率可达85%以上,特别适合应用在要求低成本小功率的太阳能LED路灯工程中。     

基于蓄电池储能的光伏并网发电功率平抑控制研究

针对光伏发电因光照强度与温度变化而导致的发电功率波动问题,提出一种储能型光伏并网发电系统,以抑制并网功率的波动.以光伏发电最大功率跟踪和并网逆变控制为基础,引入蓄电池储能系统,实现对发电功率削峰填谷、平抑的功能.光伏发电系统采用两级功率变换结构,以最小化逆变器容量,解耦最大功率控制与逆变并网控制.在逆变器直流母线上并接双向DC/DC变换器,对储能电池充放电予以管理.在功率平抑控制中,储能系统采用双环控制,内环控制储能电池电流,外环则分两种情况:1)电网正常时为功率外环;2)电网故障时为电压外环.系统不仅具有最大功率跟踪和并网发电功能,还具有并网功率平抑功能.当电网因故障而断开时,系统将光伏发电能量储入蓄电池,提高了发电效率,确保了直流母线电压稳定.对整个系统建立仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了所提出的控制方法可行、有效.     

基于蓄电池储能的光伏并网发电功率平抑控制研究

针对光伏发电因光照强度与温度变化而导致的发电功率波动问题,提出一种储能型光伏并网发电系统,以抑制并网功率的波动。以光伏发电最大功率跟踪和并网逆变控制为基础,引入蓄电池储能系统,实现对发电功率削峰填谷、平抑的功能。光伏发电系统采用两级功率变换结构,以最小化逆变器容量,解耦最大功率控制与逆变并网控制。在逆变器直流母线上并接双向DC/DC变换器,对储能电池充放电予以管理。在功率平抑控制中,储能系统采用双环控制,内环控制储能电池电流,外环则分两种情况:1)电网正常时为功率外环;2)电网故障时为电压外环。系统不仅具有最大功率跟踪和并网发电功能,还具有并网功率平抑功能。当电网因故障而断开时,系统将光伏发电能量储入蓄电池,提高了发电效率,确保了直流母线电压稳定。对整个系统建立仿真模型和实验样机,仿真和实验结果验证了所提出的控制方法可行、有效。     

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.     

双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT中的应用

提出一种在光伏并网发电系统中进行最大功率点跟踪(MPPT)的双模糊控制法,将非对称模糊MPPT与模糊PID相结合,在设定参考电压环节使用模糊控制代替诸如扰动观察法等传统方法,在消除实际电压与参考电压偏差这一环节用模糊PID替换普通的PID控制。此外,还提出了4个反映MPPT性能的指标:环境缓慢变化时的MPPT时间、光伏阵列发出的能量大小、稳态时的功率波动大小和环境剧烈变化时光伏阵列发出的能量大小。设计了4个算例,在MATLAB/Simulink环境下对5种控制方法分别进行了仿真分析。通过对比各方法的性能指标和相应的输出功率波形图,验证了所提出的双模糊控制法是一种比传统方法更优的MPPT控制方法。     

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。     

基于超螺旋滑模控制光伏MPPT的实现

针对光伏发电过程中功率输出随机性的问题,提出一种基于超螺旋(Super-Twisting)二阶滑模控制的MPPT实现方法。此方法基于Boost升压电路,通过选取合适的滑模面将离散控制率转移到高阶,使控制量在时间上连续,从而设计了一种无抖颤滑模变换器,以实现光伏输出最大功率跟踪,并消除抖振的影响。为了验证算法的优越性,在Matlab/Simulink中搭建光伏发电系统模型进行仿真实验。结果表明:在光照强度和温度变化的条件下,相比于传统的控制算法,二阶滑模控制算法能快速实现最大功率跟踪,具有很强的鲁棒性。     

基于局部阴影下光伏阵列电流特性的最大功率点跟踪算法

光伏发电作为目前太阳能利用的主要形式,容易受到局部阴影的影响,其P-V输出特性曲线呈现多峰特点,使得常规的最大功率点跟踪方法难以准确跟踪到全局最大功率点。通过充分利用局部阴影下光伏阵列最大功率点电流与短路电流之间近似的比例关系,提出一种三步骤全局最大功率点跟踪算法,该算法能够快速准确地跟踪到系统全局最大功率点,且不需要任何附加硬件电路。以1k W的Boost变换器为实验平台,将所提出算法和常规全局搜索法的跟踪过程进行比较,证明了该算法的有效性。     

基于DSP的新型太阳能阵列最大功率点跟踪方法

通过对光伏电源系统的特性及最大功率点跟踪原理的分析,提出了一种新型的最大功率点跟踪方法。它只检测系统Buck逆变器的输出电流,再通过软件的精确算法控制Boost变换器的占空比,从而使得太阳能电池阵列的输出功率最大化。通过TMS320LF2407芯片控制的硬件电路与最大功率点跟踪方法相结合,从而实现跟踪最大功率点的要求。实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

基于集中损耗的光伏发电单元年发电量RT-LAB仿真分析

发电量是定量评估光伏发电单元效益的重要指标,而逆变器损耗与发电量指标息息相关。已有的光伏发电单元发电量计算模型或过于复杂,或忽略了逆变器参数和控制算法带来的影响,难以准确计算逆变器损耗。针对上述问题,提出了基于集中损耗模型的光伏发电单元发电量计算方法。该方法根据逆变器的瞬时输出功率,采用了集中等效模型来模拟逆变器在不同工作点的损耗,所需参数较少,简单准确且不会增加模型的计算负担。同时该模型考虑了电力电子器件的参数和控制对发电量的影响。最后通过RT-LAB实时仿真平台搭建了所述光伏发电单元发电量详细仿真模型,并与实际系统的年发电量进行对比,验证了该模型的正确性。     

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统

论述了利用Boost电路对光伏电池进行最大功率点跟踪(MPPT)的原理,分析了Buck电路和Boost电路在MPPT电路中的优缺点,提出了一种单片机控制的,以Boost电路为核心的MPPT系统,并对以蓄电池为负载的系统进行了的实验研究。结果表明,该系统在各种辐射强度下均明显增加了输出功率。     

一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器

针对光伏发电系统中光伏电池板集成汇流的需求,提出了一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器。该变换器采用了一种新型拓扑结构,可在实现输入输出电压高增益变换的同时降低了开关器件的电压应力。此外,所提变换器还具有可拓展性,可以根据不同的光伏电池板数量和输出电压要求对端口进行扩展,从而降低系统的复杂性和成本。首先详细介绍了所提变换器的拓扑结构,并推导出变换器在不同工作模态下的运行原理。然后,对该变换器的增益特性、开关器件的电压和电流应力、关键器件的参数选择和损耗计算等方面进行了深入的理论分析。最后,搭建了一台输出功率为1 kW的实验样机,并进行了实验测试。实验结果验证了所提变换器理论分析的正确性和可行性。     

基于输出参数的光伏电池最大功率点控制

最大功率点跟踪(MPPT)控制技术是光伏系统领域中在一定环境温度以及日照强度情况下太阳能电池阵列能够输出的最大功率.传统的控制方法是检测系统的输入电压和输入电流,计算其输入功率并使其达到最大.本文通过Buck变换器实现系统的最大功率点跟踪,其实现方法是检测系统的输出电压或者输出电流,通过软件的精确算法控制变换器的占空比,从而使得太阳能电池阵列的输出功率最大化.实验结果验证了该方案的可行性和正确性.     

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。