基于占空比模糊控制的光伏发电系统MPPT技术

为了有效地利用太阳能,有必要对光伏发电系统进行最大功率点跟踪(MPPT)控制研究。文中以两级式光伏并网发电系统为研究对象,建立了任意外界环境下的光伏阵列数学模型。由于光伏阵列的非线性输出特性,将模糊控制思想引入最大功率点跟踪,提出占空比模糊控制的扰动观察法的MPPT控制策略,并通过计算机进行仿真验证。与传统的占空比扰动观察法相比较,该方法能够更加快速、准确地跟踪上太阳能电池的最大功率点。     

新型变步长扰动观察法在光伏发电系统中的应用

光伏阵列最大功率跟踪技术（MPPT）中常用的扰动观察法（P&Q）在光伏发电系统达到稳态时,存在输出功率在最大功率点附近震荡运行。为减少输出功率震荡问题,现引入一种新型变步长扰动观察法作为最大功率跟踪控制算法,该算法可以有效减少系统动态误差。利用Matlab/Simulink仿真软件建立了基于Boost电路的光伏发电系统仿真模型,详细阐述了扰动观察法的优缺点,进而采用新型变步长扰动观察法对最大功率跟踪技术进行仿真验证。新型变步长扰动观察法通过设置功率阈值与门限斜率双重判定的方式改变扰动步长,从而达到减缓光伏发电系统达到最大功率点时的功率往复震荡现象。通过仿真比较,该改进算法在提高系统跟踪速率的基础上,有效减缓了系统达到最大功率点时存在的震荡现象,提高了系统的跟踪效率和稳定性。     

基于PSCAD的光伏发电系统MPPT控制仿真研究

针对光伏阵列输出功率具有非线性和时变性的特点,在PSCAD仿真软件中搭建了光伏发电系统模型,通过BOOST电路并采用扰动观察法实现MPPT控制.通过模型仿真,结果表明在外部环境参数变化时MPPT控制可以实现对于光伏阵列的最大输出功率进行快速、有效的跟踪,并且使其始终保持最大功率输出.     

光伏电池MPPT扰动观察法的研究现状

为了提高太阳电池的利用率并降低系统成本,需要采用最大功率跟踪(MPPT)控制策略使光伏阵列获得最大功率输出。在众多的MPPT控制方法中,扰动观察法由于原理简单、易于实现而成为MPPT控制中应用和研究最为广泛的方法之一。但传统的扰动观察法在稳态下由于其固定的扰动步长会在最大功率点(MPP)附近形成振荡,并且当外界环境发生快速变化时会出现误判断的现象。为了克服以上不足,研究者们提出了很多改进方案。文章对这些改进方案进行了综述,这些改进方案主要包括以下三类:变步长的改进方法、改进的新方法以及与其他方法结合的扰动观察法。     

光伏系统中最大功率点跟踪的研究

最大功率点跟踪是光伏发电研究的一个重要方向。本文介绍了光伏电池组件的特性以及光伏电池阵列最大功率点跟踪的原理,阐述了传统的跟踪光伏电池最大功率点的方法——扰动观察法,在此基础上提出了基于变换器输出电流控制的最大功率点跟踪法,该方法继承了扰动观察法的优点,并且降低了系统的成本,减轻了系统的运算负担。本研究在光伏系统的开发和应用中具有重要的科学研究意义和现实意义。     

基于扰动观察法的MPPT控制优化策略

为了提高光伏发电系统的充电效率,系统控制器采用高性能低功耗的ATmega16单片机为核心,通过调节PWM波占空比实时改变Buck变换器的输出电压,采用扰动观察法的MPPT控制策略,实现对光伏发电系统最大功率点的跟踪。针对扰动观察法跟踪过程中可能由于快速扰动导致功率振荡和误判的问题,系统对MPPT算法进行优化,并通过友好的人机界面实时显示最大功率曲线图。测试结果表明,该方法能够保证光伏发电系统快速、稳定、精确地跟踪最大功率点,提高了充电效率。     

基于模糊控制的光伏并网逆变器MPPT控制研究

最大功率点跟踪控制的目的是为了将光伏阵列发出的最大能量实时地提供给负载,使光伏发电系统的能量利用率达到最大。在光伏阵列产生电能的应用中,有许多不确定因素,如太阳光照强度、光伏阵列温度的变化、负载的变化、光伏阵列输出特性的非线性,则建立模型分析光伏阵列输出最大功率要考虑很多的因素。从模糊控制技术的分析中知道,模糊控制不需要对被控对象建立精确的数学模型,是一种相对简单的智能控制方法,对处理非线性问题有很好的效果。因此,用模糊控制法来实现MPPT可以得到比较好的效果。本文基于此研究了光伏阵列的非线性功率输出特性,建立了基于Matlab simulink/Power system的光伏阵列仿真模型,对基于模糊控制采用扰动观察法进行光伏发电最大功率点跟踪进行了仿真验证。     

一种数字PID控制的扰动观察法光伏电池MPPT仿真

光伏电池的最大功率点(MPP)随着光照强度和环境温度的变化而变化,因此最大功率点跟踪(MPPT)成为光伏系统中的重要研究内容。本文选用PSIM仿真软件,搭建Boost电路,采用数字PID控制的扰动观察法来实现光伏电池最大功率点的跟踪,并进行了仿真验证。     

基于改进混合粒子群算法MPPT控制研究

基于光伏阵列的物理机制,结合光伏电池的等效电路,建立了数学模型,在MATLAB/Simulink仿真环境下,建立了可以模拟恒定条件、光强突变、温度突变条件下仿真的独立光伏系统模型,将PSO算法改进为Geese-HPSO算法,进行基于光伏阵列MPPT控制的独立光伏系统仿真,同时将仿真结果与扰动观察法进行对比,验证了Geese-HPSO算法跟踪最大功率点的快速性与准确性。     

光伏阵列MPPT扰动观察法的分析与改进

由于光伏阵列转换效率不高、供电稳定性较差,同时光伏阵列的伏安特性是强非线性的,为了充分利用太阳能,光伏逆变系统有必要对光伏阵列进行最大功率跟踪。扰动观察法是目前最常用的最大功率跟踪算法,但是其扰动的步长却不好控制,本文针对该缺陷进行改进,仿真结果表明,改进的扰动观察法实现了最大功率跟踪的准确性和快速性,并且波动较小。     

单级三相式光伏并网逆变器仿真研究

本文在MATLAB/SIMULINK下搭建了整个单级三相式光伏并网逆变器的仿真模型,包括电池及最大功率跟踪(MPPT)模块。并采用同步PI电流控制技术,实现无功电流和有功电流的独立控制,具有较好的动态和稳态特性。     

光伏并网系统MPPT控制和实现方法的研究

太阳能电池阵列输出特性具有强烈的非线性,为了提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,进行最大功率点跟踪（maximum power pointtracker,MPPT）,使之始终工作在最大功率点附近。最大功率点跟踪方法是一个提高光伏组件效率的很有效的方法。     

光伏发电系统中最大功率跟踪的研究

讨论了并网太阳能光伏发电系统最大功率跟踪问题-提出了实现最大功率跟踪的方法,并且比较了四种方法优缺点。在分析光伏电池伏安特性的基础上,提出扰动观察法的实现算法,通过比较前后两次功率的大小来决定光伏电池电压扰动的方向,使光伏电池最终达到最大功率点。文章利用Matlab的S-函数构建了光伏电池的仿真模型,实验结果表明,该算法可有效跟踪光伏电池最大功率点,适用于光伏并网逆变系统。     

光伏发电中最大功率点跟踪控制方法综述

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性具有明显的非线性特征,其输出功率受光照强度及环境温度影响很大。因此,为了提高光伏电池的利用效率,需要快速准确地对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制。本文简要介绍了十多种常用的光伏电池最大功率点跟踪控制方法的原理,说明了各种控制方法的优缺点,指出了选择某一方法时需要综合考虑的因素,并展望了光伏发电系统最大功率点跟踪方法的发展方向。     

Photovoltaic scavenging systems: Modeling and optimization

The interest in embedded portable systems and wireless sensor networks (WSNs) that scavenge energy from the environment has been increasing over the last years. Thanks to the progress in the design of low-power circuits, such devices consume less and less power and are promising candidates to perform continued operation by the use of renewable energy sources. The adoption of maximum power point tracking (MPPT) techniques in photovoltaic scavengers increases the energy harvesting efficiency and leads to several benefits such as the possibility to shrink the size of photovoltaic modules and energy reservoirs. Unfortunately, the optimization of this process under non-stationary light conditions is still a key design challenge and the development of a photovoltaic harvester has to be preceded by extensive simulations. We propose a detailed model of the solar cell that predicts the instantaneous power collected by the panel and improves the simulation of harvester systems. Furthermore, the paper focuses on a methodology for optimizing the design of MPPT solar harvesters for self-powered embedded systems and presents improvements in the circuit architecture with respect to our previous implementation. Experimental results show that the proposed design guidelines allow to increment global efficiency and to reduce the power consumption of the scavenger.     

基于变步长电导增量法MPPT的研究

光伏电池的输出功率与太阳辐射和环境温度变化,若不加以控制,将不会以最大功率输出。本文提出了一种变步长电导增量法,在光伏发电系统实现最大功率点跟踪。应用MATLAB建立光伏电池板的最大功率点跟踪变步长电导增量法的仿真模型并仿真。仿真结果表明,变步长电导增量法跟踪最大功率点效果良好,相比传统电导增量法,减弱了最大功率点附近振荡的情况,适合干快速变化的环境条件,具有良好的动态和稳态特性。     

基于粒子群优化的光伏MPPT算法

针对光伏发电系统最大功率点跟踪恒定电压法跟踪精度较低的缺点,提出了基于温度系数在线修正的改进恒定电压法与粒子群优化结合的光伏MPPT算法,即在系统偏离最大功率点时,采用改进恒定电压法快速确定一个新的工作点,再采用粒子群优化进行最大功率控制,使得MPPT确保跟踪速度的同时又提高了跟踪精度。最后通过Matlab/Simulink对该算法进行了仿真,结果表明该控制系统可快速跟踪最大功率点。     

基于DSP的改进PSO光伏阵列MPPT控制应用

为了解决光伏（PV）系统在局部阴影条件下（PSC）的最大功率点跟踪问题,提出了一种基于改进粒子群算法（PSO）的快速最大功率点跟踪（MPPT）方法。与传统基于PSO的MPPT系统不同的是,采用了基于转换器电流动态行为的变量抽样时间策略（VSTS）,并且为了更快速的实现最大功率点跟踪,引入三个重要因数,即：粒子数、收敛速度以及抽样时间。采用DSP平台对提出系统进行了具体实现和性能评估,实验结果显示相比其他类似系统,在不同条件（包括PSC）下,提出算法均能够实现速度跟踪且精确度较高。     

A Variable Step Size INC MPPT Method for PV Systems

Maximum power point tracking (MPPT) techniques are employed in photovoltaic (PV) systems to make full utilization of PV array output power which depends on solar irradiation and ambient temperature. Among all the MPPT strategies, the incremental conductance (INC) algorithm is widely used due to the high tracking accuracy at steady state and good adaptability to the rapidly changing atmospheric conditions. In this paper, a modified variable step size INC MPPT algorithm is proposed, which automatically adjusts the step size to track the PV array maximum power point. Compared with the conventional fixed step size method, the proposed approach can effectively improve the MPPT speed and accuracy simultaneously. Furthermore, it is simple and can be easily implemented in digital signal processors. A theoretical analysis and the design principle of the proposed method are provided and its feasibility is also verified by simulation and experimental results.