分布式光伏发电系统状态监测网络信号重构方法

无线监测网络技术可为分布式光伏并网发电系统的安全稳定运行提供保障。网络中的主要能耗在于数据信息传输过程中的通信能耗,文章利用压缩感知理论对采集到的光伏发电系统数据信息进行压缩,可节约监测网络的通信能耗,为解决压缩感知理论中的含有噪声的稀疏信号重构问题,提出了基于连续正则因子的梯度投影稀疏重构算法,对算法改进前后的电压信号重构效果进行了仿真分析,仿真结果表明,文章提出的算法具有运行精度高、效率高的优点。     

适用于集中型光伏直流升压变换器的MPPT策略

针对基于输入并联输出串联（IPOS）型Boost全桥隔离变换器（BFBIC）的集中型光伏直流并网系统,采用小信号分析法对系统进行静态稳定性分析,进一步对适用于变换器的光伏最大功率点追踪（MPPT）策略展开研究。为满足工程实用性,提出一种能与DC-DC变换器双环控制相耦合的MPPT新算法,该算法基于恒定电压法和扰动观察法,通过变步长采样三点进行比较的方式精确逼近最大功率点。通过PSIM建模仿真,验证了新算法的有效性以及较好的追踪效果。     

基于功率二次微分的光伏系统改进MPPT算法研究

提出了一种基于功率二次微分的改进最大功率点跟踪（MPPT）算法（简称PQD-MPPT算法）。算法在系统启动时采用恒定占空比启动,并给出了恒定占空比的求解公式,提出了根据功率变化量来调整跟踪步长的方法,当功率变化较大时,采用自适应大步长以使系统快速跟踪到最大功率点附近,反之较小时,根据功率对占空比的二次微分值的正负进一步划分跟踪区域：即当功率二次微分值为正时,采用固定大步长以使系统快速跟踪到最大功率点附近;当功率二次微分值为负时,采用自适应小步长以使系统能够稳定工作在最大功率点处。实验结果表明,与现有变步长MPPT算法相比,该算法具有良好的跟踪性能     

基于AVMD和WDK的风电齿轮箱轴承复合故障诊断方法研究

针对强背景噪声下轴承微弱复合故障特征提取困难的问题,提出一种基于自适应变分模态分解（AVMD）和优化的Wasserstein距离指标（WDK）的风电齿轮箱轴承复合故障诊断方法。首先,引入自适应学习粒子群优化算法（ALPSO）,以平均包络熵作为ALPSO的适应度函数来搜索变分模态分解的最佳影响参数,从而构造AVMD;其次,结合Wasserstein距离（WD）和峭度优点,提出WDK指标筛选有效模态分量,并对筛选的有效模态分量进行重构;然后,通过对重构信号进行包络谱分析实现轴承复合故障的诊断;最后,将所提AVMD-WDK方法应用于某风场2 MW风电齿轮箱轴承振动信号的故障诊断。结果表明,该方法能有效提取轴承的微弱故障特征,实现轴承复合故障的精确诊断。     

计及IGBT暂态特性的光伏发电负载侧超高次谐波实验研究

针对SPWM逆变器造成的超高次谐波污染问题,文章依据第一类贝塞尔函数,推导出在平均对称规则采样法下,IGBT在实际工作中的开关延迟特性与光伏SPWM逆变电路输出电压谐波含量函数关系,提出一种基于K均值聚类与语谱图算法的超高次谐波含量检测及显示方法。最后,通过IGBT开关特性离线测试系统,明确开关延迟时间与结温关系,并搭建单相闭环光伏发电实验平台,研究了在考虑IGBT暂态特性的情况下,光伏发电负载侧超高次谐波分布规律。理论分析与实验结果表明,随着IGBT开关延迟时间的增大,负载电压中超高次谐波总含量升高,谐波成分更为复杂。     

基于IP&O-ICS算法的光伏系统MPPT控制研究

传统的光伏系统MPPT算法易陷入局部最优，而基于智能优化算法的MPPT方法追踪速度慢，皆不能同时兼顾准确性和快速性。对此，该文设计一种变步长扰动观察法（IP&O）结合自适应布谷鸟搜索（ICS）算法的复合算法，先利用IP&O迅速到达对应电压最大的功率极大值点，再根据复杂光照环境下光伏阵列的输出特性，利用该点的功率值调整ICS算法的搜索范围，使其快速准确地追踪到最大功率点。通过仿真对比，验证了此算法在追踪速度和精度上的优越性。     

基于改进蚁群算法的独立分量谐波检测方法

针对电网谐波检测高精度、实时性、高效率的要求,提出了一种基于改进蚁群算法与独立分量相结合的检测算法,采用数字低通滤波器（FIR）-拉格朗日反插值获得精确基波频率,应用独立分量法分析处理源信号,并建立基于峭度的非高斯最大化目标函数,通过改进蚁群算法求得最优解,很好地解决了电网频率非固定值及传统蚁群算法易局部收敛、收敛速度慢等难题。该方法还可检测间谐波,模拟仿真验证了方法的有效性和优越性。     

基于自寻优占空比的光伏系统最大功率跟踪算法

提出一种基于自寻优占空比的改进变步长最大功率点追踪(MPPT)算法。该算法利用功率电压曲线斜率实现追踪占空比自寻优,运行点远离最大功率点(MPP)时采用较大占空比追踪,在MPP附近时采用较小占空比追踪。MATLAB仿真结果表明,改进算法准确实现追踪占空比自寻优,同时具有较好的动态响应特性和稳定性。     

基于二阶广义积分器的谐波电流检测算法

为解决谐波电流检测算法问题,依据三相负载电流在αβ坐标系下的表现形式,提出了一种基于二阶广义积分器的谐波电流检测方法,适用于三相三线制对称和不对称系统。该方法通过Clark变换将三相电流信号转化为静止坐标系下的两相电流,再分别利用二阶广义积分器的特性提取基波电流分量,最后通过反Clark变换将基波电流分量变换成三相电流,与电网电流相减后得到谐波电流,便于工程中有源滤波器只对谐波电流进行补偿。仿真结果表明,该方法简单可靠、易于数字实现、检测效果好。     

基于压缩感知的VSC-HVDC输电线路故障定位

通过在电压源换流器直流输电(VSC-HVDC)系统仿真模型的基础上,对常见的故障进行仿真研究,提出一种基于压缩感知的多次自然频率直流故障定位方法。通过分析故障时波形的频域特征优化过完备字典设计,然后引入Dice系数原子匹配准则和傅里叶变换改进正则化正交匹配追踪(ROMP)算法提高准确性,实现对高压直流线路的精确故障定位。通过测试线路的3种不同故障故障类型及其故障位置、接地电阻等参数的影响,仿真结果得出故障定位误差在0.5%之内,表明该文方法具有很好的适应性和故障定位效果。     

改进功率预测变步长扰动法在光伏MPPT中的研究

针对最大功率点跟踪技术在光伏发电系统中的应用和研究现状,提出一种改进功率预测变步长扰动法.首先分析光照强度在一个采样周期内非线性变化时功率预测法会因功率预估值偏差较大而产生误判这一现象,为减少功率振荡损失,基于牛顿插值法建立三点采样函数模型以减少预测功率值与实际功率值的偏差.其次在确定变步长的过程中纳入光照强度变化这一...     

基于改进MPPT算法的微电网电能质量改善作用研究

基于最大功率跟踪(MPPT)技术的光伏发电系统,其控制器输出功率参考值由MPPT算法实时计算得到。MPPT算法的快速性、准确性和稳定性可直接影响光伏发电系统的输出功率特性及发电质量。为此,结合单级式光伏并网发电系统的控制原理,分析了MPPT算法对光伏发电系统的控制作用;并针对一种常用变步长扰动算法存在的问题,结合光伏电池的数学模型,提出了一种改进的变步长扰动算法。该算法可有效提高跟踪速度和精度,降低功率波动,提高发电质量。最后,仿真分析了改进前后含光伏发电系统的微电网的电能质量,验证了改进MPPT算法对微电网电能质量的改善作用。     

一种光伏MPPT模糊控制算法研究

针对太阳能光伏阵列的工作特性,在现有最大功率跟踪控制方法的基础上,提出了一种光伏MPPT的模糊控制算法——变步长扰动观察法.从偏差和偏差变化率的角度,将寻优分为二个阶段(第一阶段应用扰动观察法并设置较大步长快速接近最大功率点附近,第二阶段采用变步长的方法向最大功率点进一步逼近并至最佳),实现了光伏系统快速和高精度的跟踪要求.系统中引入了工作状态的判断环节,可以根据环境的变化,做出相应反应,提高了系统的快速跟踪性能和稳定性.     

双馈感应风力发电机的无源性控制方法研究

基于双馈感应风力发电机Euler-Lagrange系统模型,设计了本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略,实现了负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪控制.针对实际运行时风力发电机参数具有不确定性的问题,将PBC方法与自适应控制相结合,不仅可实现电机参数摄动时期望电流轨迹的准确跟踪,并可有效抑制由电阻、电感变化引起的跟踪误差.该方法从能量角度分析风力发电控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点.基于dSPACE 的实验结果证明了该控制策略的有效性.     

A novel adaptative maximum power point tracking algorithm for small wind turbines

A novel maximum power point tracking algorithm for small wind turbines is proposed. The solution presented here is an adaptive intelligent algorithm that uses a new advanced perturb and observe method to search for the optimum relationship of the system for tracking the maximum power point even under variable wind conditions. The validity of the proposed algorithm is analysed and the design procedure is presented. Its main virtue resides in its capability to adapt to changes in the turbine and in the surrounding environment, even under variable wind conditions, improving the efficiency of the system. The experimental results confirm the validity of the proposed algorithm.     

Input output feedback linearization control and variable step size MPPT algorithm of a grid-connected photovoltaic inverter

In this paper, the power factor of a grid-connected photovoltaic inverter is controlled using the input output Feedback Linearization Control (FLC) technique. This technique transforms the nonlinear state model of the inverter in the d–q reference frame into two equivalent linear subsystems, and then applies a pole placement linear control loops on this subsystem in order to separately control the grid power factor and the dc link voltage of the inverter. Maximum Power Point Tracker (MPPT) that allows extraction of maximum available power from the photovoltaic (PV) array has been included. This MPPT is based on variable step size incremental conductance method. Compared with conventional fixed step size method, the variable step MPPT improves the speed and the accuracy of the tracking.     

How fuzzy logic can improve PEM fuel cell MPPT performances?

This paper addresses the development of new variable step size fuzzy based MPPT controller. In this study, the fuzzy logic approach is firstly used to auto-scale the variable step size of the Incremental Conductance (IC) MPPT controller. Secondly, the proposed variable step size fuzzy based MPPT controller is used to track the output power of the PEM fuel cell system composed of 7 kW fuel cell supplying a 50Ω resistive load via a DC-DC boost converter controlled using the proposed MPPT. The proposed variable step size fuzzy-based MPPT controller is compared to the conventional fixed step size IC, the variable step size IC and the fuzzy scaled variable step size IC MPPTs using the implemented Matlab/Simulink PEM Fuel Cell power system model. Comparative simulation results between the four studied MPPTs show better performances for the proposed fuzzy based variable step size MPPT in term of: response time reduction between 3.6% and 82.35%; overshoot reduction between 34.55% and 100%; and ripple reduction between 70.93% and 100%, improving as consequence the fuel cell lifetime affected by high current ripple.     

A market‐oriented wind power dispatch strategy using adaptive price thresholds and battery energy storage

In this paper, an adaptive dispatch strategy is presented to maximize the revenue for grid‐tied wind power plant coupled with a battery energy storage system (BESS). The proposed idea is mainly based on time‐varying market‐price thresholds, which are varied according to the proposed algorithm in an adaptive manner. The variable nature of wind power and market price signals leads to the idea of storing energy at low price periods and consequently selling it at high prices. In fact, the wind farm operators can take advantage of the price variability to earn additional income and to maximize the operational profit based on the choice of best price thresholds at each instant of time. This research study proposes an efficient strategy for intermittent power dispatch along with the optimal operation of a BESS in the presence of physical limits and constraints. The strategy is tested and validated with different BESSs, and the percentage improvement of income is calculated. The simulation results, based on actual wind farm and market‐price data, depict the proficiency of the proposed methodology over standard linear programming methods.     

基于步长优化的扰动观察法最大功率点跟踪算法研究

光伏阵列的功率输出极易受到光照强度、温度变化等环境因素的影响。为了保证光伏发电系统保持高效的输出,最大功率点跟踪技术就显得尤为重要。针对目前的最大功率点跟踪技术仍存在功率振荡、步长选择以及跟踪时间等问题,提出一种基于功率对电压的导数变化的变步长最大功率点跟踪算法。通过实时数字仿真器建立半实物125 kW“T”型三电平三相光伏发电系统,对比分析了改进型算法和传统两段步长算法的静态特性和动态特性,实验结果表明：所提出算法具有更好的有效性和实用性。