一种基于模糊控制的光伏发电系统的MPPT控制

分析了光伏电池的特性和光伏发电系统MPPT控制的原理,指出了传统的扰动观察法、电导增量法等MPPT控制方法的缺点。针对传统MPPT控制方法存在的问题,提出了将模糊控制应用于光伏电池最大功率点跟踪控制的思想,设计了一种占空比扰动观察法与模糊控制技术相结合的MPPT控制方法。通过分析光伏电池的特性和MPPT跟踪的特点,制订了模糊控制方案,通过MATLAB仿真,获得了理想的结果,证明该方法具有响应速度快、抑制振荡效果好等优点。     

大型风电机组的功率曲线自寻优控制策略

大型风电机组在额定风速以下一般采用最大功率曲线法进行机组的最大功率跟踪控制,但机组的最大功率曲线一般通过实验获得,很难保证精度。为优化风电机组在低风速区域对风能的利用率,提出了基于微分跟踪器的功率曲线自寻优控制策略。采用微分跟踪器提取出机组转速和机械功率的微分值,并由此判断实际功率曲线与最大功率点之间的位置关系,然后采用三维模糊控制器对功率曲线的系数进行实时调整。以2MW双馈风力发电系统为基础,在Bladed仿真环境中对自寻优控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明所提出的自寻优控制策略对机组参数如功率特性或转矩特性等依赖性较小,在风速变化的情况下能够对机组功率曲线的系数进行实时的修改,并有效地将机组的功率曲线调整到最大功率曲线的位置,从而证明了该策略的正确性和可行性。     

基于模糊自适应PI控制的光伏发电MPPT

介绍了光伏发电过程中最大功率点跟踪(MPPT)原理,并简要分析了常规控制算法在最大功率跟踪控制中的优缺点,提出将模糊自适应PI控制算法应用到光伏系统最大功率点跟踪的控制中,该控制方法能快速响应外界环境的变化,获得系统最大功率点,且可以有效消除系统在最大功率点附近的振荡现象,提高系统的稳定性。仿真结果表明,该方法能使系统稳定地工作在最大功率点,并且控制精度高,能灵敏反应外界环境的变化。     

基于微分跟踪器的大型风电机组转矩优化控制

大型风电机组通常具有较大的转动惯量,因此在风速变化时机组转速不能快速跟踪最大功率点。为了提高风电机组在低风速区域对风能的利用率,设计了一个基于微分跟踪器的转矩优化控制系统,通过减小机组传动链等效转动惯量的方法来加快机组对最大功率点的跟踪速度。分析及仿真结果证明了所提出方法的正确性和可行性。     

三相单级式光伏发电系统并网控制与仿真

基于三相单级式光伏并网发电系统的电路拓扑结构,提出了一种快速逼近插值算法实现光伏发电的最大功率跟踪,光伏并网采用电压外环和电流内环双闭环控制,通过同步旋转坐标变换结合逆变器的控制,利用比例积分控制实现无功功率与有功功率的独立解耦控制。MATLAB系统仿真结果表明,该方法能够快速稳定地实现单位功率因数最大功率并网,降低并网系统成本,提高光伏并网的电能质量。     

考虑变化湍流风速条件的风电机组改进自适应转矩控制

对于实现风电机组最大功率点跟踪的最优转矩控制,通过适当减小转矩增益可以有效提升风能捕获效率。但现有研究发现,变化的湍流风速条件不仅会改变最佳转矩增益系数,还会影响用于寻优该值的自适应算法的收敛性能,进而导致难以提高甚至降低风能捕获效率的问题。为此,通过分析风速条件变化影响自适应算法的机理,发现了导致该算法搜索方向持续出错而恶化风能捕获效率的风速条件渐变良好场景。在此基础上,提出了考虑变化湍流风速条件的改进自适应转矩控制,通过引入动态风能捕获损失量指标识别出此类场景,结合中断与重启搜索机制,防止自适应算法搜索发散,从而提升风电机组发电效率。最后,基于风电机组传动链模拟实验平台,分析验证所提方法的有效性。     

光伏发电正弦波逆变系统设计

提出了一种小型光伏发电系统。系统主要由控制器和逆变器组成,控制器采用了太阳电池最大功率点跟踪技术和蓄电池充电精确控制技术,逆变器采用了DC/DC变换和DC/AC逆变二级变换技术和可编程低频正弦波DDS技术,使得系统具有较高的转换效率、可靠性和稳定性。试验结果表明,此光伏发电系统效率高、运行稳定。     

光伏发电及MPPT算法简介

对光伏发电系统类型、组成、常用MPPT算法等进行了解,然后对最大功率跟踪常用算法的原理及其优点、缺点进行分析。     

基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略

针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。     

多机系统HVDC引起的轴系扭振的扫频——复数力矩系数分析

本文将复数力矩系数法推广用于多机系统HVDC引起的轴系扭振问题分析,并导出了完整的数学模型.通过对一多机ac/dc系统阻尼特性的研究,阐明了HVDC引起发电机轴系扭振的机理及直流控制参数和方式对轴系扭振的影响.文章还将复数力矩系数法和特征根分析法的结果进行了比较说明二种方法的一致性.     

光伏发电系统技术综述

结合国内外光伏产业的发展现状,介绍了光伏电池技术发展的3个阶段,分析比较了离网型和并网型光伏发电系统的结构及最新应用。对两种改进型的单级和两级式光伏逆变器的拓扑和技术特性进行了定性研究。控制策略方面,综述了电导增量法、直流电压下降控制法和最优梯度法3种最大功率点追踪(MPPT)控制方法的原理和数字实现。同时,对被动式和主动式孤岛方法进行了深入探讨和研究。最后,还对未来光伏发电技术中亟须解决的问题进行了论述和总结。     

永磁直驱风电机组对系统功率振荡的阻尼控制

风电机组若具备常规发电机组对系统功率振荡的阻尼作用,有利于提高风电渗透率较高的区域电网的稳定性。本文首先分析了电网扰动时引起永磁直驱风电机组全功率变流器直流侧电压波动的原因,并提出了抑制直流电压波动的解决方案,以保证风电机组在稳定运行的前提下能快速对电网提供功率支持。其次,分别分析了永磁直驱风电机组通过有功、无功调节增加系统阻尼的原理,并进一步提出了风电机组基于有功、无功附加控制的阻尼控制策略。最后,通过对含30%风电装机容量的三机系统的仿真分析,验证了系统发生扰动后在所提控制策略的协调控制下,不仅能够提高永磁直驱风电机组的故障穿越能力,并可使系统功率振荡迅速衰减,改善系统的阻尼特性。     

基于灰色BP神经网络的光伏发电系统最大功率点跟踪

为了提高太阳能的利用率,应使光伏阵列时刻都工作在最大功率点上。提出分别利用BP神经网络法与灰色BP神经网络法对最大功率点进行跟踪,对给定参数的光伏电池特性进行仿真分析,对建立好的BP神经网络通过Matlab编程进行训练,得到最优的训练系数,从而可以得到给定参数的光伏电池的最大功率点跟踪模型;计算出跟踪误差,再结合灰色预测方法对误差进行校正,进而得出误差较小的预测模型和最大功率点跟踪模型。计算结果表明,基于灰色BP神经网络法对最大功率点的跟踪迅速、准确。     

直驱永磁同步风电机组在全风速范围内的控制策略研究

为实现直驱式永磁同步风电机组在全风速范围内的高效、稳定运行,提出了一种基于最优转速给定的最大功率点跟踪控制策略与一种变桨距控制策略。当风速波动时,发电机转子转速的参考值将根据风电机组运行状态的不同选择不同的计算方式,使得风力机功率系数最大或稳定在额定转速不超速。而桨距角的大小将根据发电机的输出功率变化,当输出功率小于额定值时保持为0,大于额定值时增大使得输出功率稳定在额定值附近。最大功率点跟踪控制系统及桨距角控制系统都以发电机的输出功率大小作为控制方式的切换条件,无需复杂的切换规则。在Matlab/Simulink仿真平台上全风速范围内的风电机组的运行结果验证了所提出的控制策略的正确性与有效性。     

双馈风电机组轴系扭振的稳定与控制

在侧重研究双馈风电机组与电网的动态作用时,双馈风电机组轴系可用等效两质量块模型表示。在外界扰动下,轴系动态以振荡方式呈现,并反映在输出功率上,由于这一振荡频率接近电力系统低频振荡,因此会对同步机组的功角稳定产生影响;不仅如此,轴系振荡还会影响双馈风电机组自身的稳定性以及使用寿命。本文首先采用小信号分析方法,对有功控制回路进行电气阻尼特性分析,得出双馈风电机组在最大功率跟踪控制下的负电气阻尼特性,不利于轴系稳定;随后,提出一种轴系镇定器,包含电气阻尼和电气刚度两个回路,增加电气阻尼可以使轴系振荡得到有效抑制,对双馈风电机组和电力系统的稳定有利;增加电气刚度,等效加强了轴系的耦合强度,可有效抑制转速振荡的幅值,有益于延长机组寿命。     

并网异步风电机组有功功率的振荡频率分析

为了准确研究影响并网风电机组功率波动因素及规律,提出了不同运行工况以及不同风力机模型和参数对异步风电机组有功功率的振荡频率研究.首先,采用等效集中质量法,结合异步发电机电磁暂态模型,建立了不同风力机传动链等效的异步风电机组数学模型.其次,在风速扰动下,对不同传动链模型、传动链刚度系数以及不同风速扰动频率时机组有功功率振荡的频率进行仿真分析.最后,在电网三相短路故障情况下,针对等效两个质量决传动链模型,对不同传动链刚度系数和故障持续时间的机组有功功率振荡频率进行仿真.研究结果表明相同振荡频率下的有功功率幅值与风力机模型、传动链刚度系数以及故障持续时间密切相关.     

光伏发电最大功率跟踪技术研究

对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍,详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型;介绍了几种最大功率点跟踪的控制方法;分析光伏并网逆变器的控制目标,研究其控制策略,并设计了基于SPWM的电压/电流型并网逆变器控制的控制系统数学模型。     

并网异步风电机组有功功率的振荡频率分析

为了准确研究影响并网风电机组功率波动因素及规律,提出了不同运行工况以及不同风力机模型和参数对异步风电机组有功功率的振荡频率研究。首先,采用等效集中质量法,结合异步发电机电磁暂态模型,建立了不同风力机传动链等效的异步风电机组数学模型。其次,在风速扰动下,对不同传动链模型、传动链刚度系数以及不同风速扰动频率时机组有功功率振荡的频率进行仿真分析。最后,在电网三相短路故障情况下,针对等效两个质量块传动链模型,对不同传动链刚度系数和故障持续时间的机组有功功率振荡频率进行仿真。研究结果表明相同振荡频率下的有功功率幅值与风力机模型、传动链刚度系数以及故障持续时间密切相关。     

一种小型风电机组的优化最大功率点跟踪控制算法

为提高小型风机发电机组的风能转换效率,提出一种最大功率优化跟踪控制算法.以小型风力发电机组中发电机的P-ω特性曲线上各点斜率来确定占空比的扰动步长,通过模糊控制来对最大功率点进行跟踪,增强最大功率点搜索的快速性和稳定性.通过在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建小型风电系统模型和优化最大功率点跟踪(MPPT)控制算法模型进行仿真,得出不同风速下发电机的输出功率仿真结果.结果表明:该控制算法能有效提高小型风电系统最大功率点的跟踪速度,减少最大功率点附近的振荡现象,提高小型风力发电机组的风能转换效率.     

永磁直驱风电系统中最大功率点跟踪控制优化的仿真研究

分析了风力机特性、永磁直驱电机模型、变换器控制策略及各种功率跟踪控制算法优缺点,并提出一种基于爬山搜索法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的优化。在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁直驱风力发电系统模型,仿真分析了控制方法对最大功率点的跟踪效果,结果表明当风机起动及风速变化时MPPT控制方法能够使系统快速稳定在新的工作点,捕获得最大功率。由此验证了改进优化后的控制方法及所搭建模型的准确性与有效性。