基于两象限DC/DC变换器的光伏发电系统

传统MPPT电路串联在光伏组件和负载之间.光伏板产生的所有电能都要经过DC/DC变换器进行处理.因此.整个光伏发电系统的效率就要依赖于DC/DC变换器的效率.针对离网型光伏发电系统提出一种两象限DC/DC变换电路,并将最大功率跟踪电路与其并联,主要能完成蓄电池充放电,升降压电路的功能.由于与主电路并联,仅有少部分能量通...     

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.     

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。     

基于部分功率变换的光伏组串电压补偿器研究

研究了在光伏系统的每个组串中串联电压补偿器,从而提高组串输出功率的方法。通过分析补偿器的原理、实现拓扑及相关控制策略,使其在兼顾成本和效率的同时,实现组串级最大功率点跟踪(MPPT),并维持组串之间电压平衡。该结构不仅适用于改造传统集中式阵列,也可与光伏组件优化器配合应用。最后在光伏模拟平台上,实现了补偿器MPPT功能,验证了光伏组串补偿器具有提高系统发电效率的结论。     

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。     

中压直挂光伏发电系统模块间电压–功率自主跟踪控制方法研究

中压直挂光伏发电系统不需要工频升压变压器和无功补偿装置,无夜间损耗,近年来受到广泛关注。大量光伏组串经隔离型直流变换器输出串联汇集,再通过模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)换流器并网送出功率,形成两级式中压直挂光伏发电拓扑。该拓扑运行效率高,但各光伏组串最大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)控制较为困难。把隔离型直流变换器输入侧并联,并在光伏组串与隔离型直流变换器间插入MPPT变换器,有利于MPPT控制,但增加系统损耗。面向两级功率变换式中压直挂光伏发电系统,提出隔离变换器的模块间电压-功率自主跟踪控制方法,使变换器在实现各光伏组串最大功率点追踪控制的同时,不经过通信和闭环控制就可以实现各功率模块输出电压自动分配,从而可以减少功率变换层级,提高运行效率和鲁棒性。仿真分析和小功率实验结果验证所提模块间功率控制策略的有效性。     

直流光伏变换器的研究与应用

针对直流配电系统消纳新能源发电模式下缺乏直流型变换器的现状,基于交错并联Boost拓扑结构,结合扰 动观察法最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking,MPPT) 控制策略,采用电压电流双闭环的控制模式, 开发了直流型光伏DC/DC变换器.对直流型光伏DC/DC变换器的调试表明,该变换器可实现光伏发电的高效化最 大功率点跟踪,输出稳定的直流电压,长时间带载实验表明该变换器具有稳定且高效的运行特性.     

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。     

基于PSO优化BPNN估计光伏阵列MPPT控制系统研究

为了充分利用光伏阵列转换能量,提高光伏阵列的发电效率,在分析光伏阵列的伏安特性及最大功率点跟踪(MPPT)原理的基础上,提出了一种基于粒子群算法优化BP神经网络(PSO-BPNN)的建模方法,并用这种改进的神经网络构建了光伏阵列的动态模型.通过PSO-BPNN模型拟合光伏阵列输出功率与输出电压的非线性关系,实现了对光伏阵列的最大功率点跟踪.Matlab/Simulink仿真及在线测试结果表明:基于PSO-BPNN估计的光伏阵列MPPT控制系统能快速、精确地跟踪光伏阵列的最大功率点,改善了BP神经网络收敛速度慢,易陷入局部极值,建模精度不高的缺点,提高了系统的稳定性和能量转换效率,是研究光伏发电这个复杂非线性系统的一个可行办法.     

基于Sepic变换器的组件式MPPT技术

光伏组件失配情况下,一般采用组件式DC/DC功率变流器保证系统的功率输出最大。通过对比分析不同的功率变流器拓扑、控制的复杂性以及模块的工作效率,确定由Sepic变换器作为DC/DC功率变流器的结构,该结构开关器件少,驱动控制及调制方法都较简单,通过控制电压的升降变换保证组件的最大功率输出。针对DC/DC功率变流器的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制,提出了一种双闭环控制策略,使用电压外环、电流内环进行控制;基于系统的小信号模型分析,实现了控制参数的设计;最后通过仿真验证了双闭环控制的有效性。     

具有精确限压限流功能的光伏发电最大功率点跟踪变换器控制方法

光伏变换器通常采用两级变换器级联工作,一级实现光伏发电的最大功率跟踪,另一级实现输出的精确稳 压和限流,这将导致系统成本升高、可靠性降低、发电效率降低、光伏利用效率降低.针对光伏变换器提出一种具有 精确限压限流功能的光伏发电最大功率点跟踪变换器的控制策略,在一级DC/DC变换器功率电路的基础上,将电压 控制、电流控制和最大功率跟踪控制３种控制模式有机结合,实现在最大功率跟踪条件下输出的精确限压和限流.     

串联式中高压光伏方阵及系统探索

探索一种串联式中高压光伏方阵及系统实现方法,目的是解决组件串联数量受光伏组件的耐压≤1000V所限的问题。为提高发电功率,目前光伏电站采用若干台的汇流设备将大量的光伏组串进行并联的方法,具有电缆应用数量多、传输电流大、配套设备多及损耗严重等缺点。本方案提出一种光伏发电系统串联式中高压方阵解决方案,利用光伏组串高压隔离功率调节模块具有的最大功率点跟踪MPPT、DC/DC、安全监控、高压隔离(隔离电压Uxmax)等特点,将若干光伏组串进行高压隔离,再通过组串之间再串联实现串联式高压光伏方阵,该方案摒弃汇流设备及升压变压器,可提高逆变、直流设备输入电压,减小传输电流,增大发电功率,降低传输损耗及设备故障率,同时满足不同功率光伏组串功率的再串联,实现光伏直流高压传输的目的。     

高电压增益MPPT控制器的研究

最大功率跟踪(MPPT)控制器是两级式单相光伏并网逆变器的重要组成部分,通常由DC/DC拓扑构成,可实现光伏电池板的最大功率跟踪和升压功能。选取了一种新颖的高电压增益变换器作为MPPT控制器的DC/DC拓扑形式,引述了该拓扑的电路构成及其工作原理,给出了系统控制框图及基于数字控制的MPPT控制器设计过程,搭建了原理样机,并通过MPPT测试电路测试了该控制器的最大功率跟踪功能。实验结果表明,除了基本的升压功能外,该控制器即使在外界环境发生突变时,也能快速做出判断并准确跟踪到最大功率。     

一种新型光储系统的电路结构及其控制方法

现有的集中式光储一体化系统为提高输出电流,一般将多个光伏组件并联,但这种结构在局部阴影下能量利用效率较低;而将每个光伏组件经过DC/DC变换器接入直流母线的方案虽能提高光伏利用率,但变换器的容量和成本较高。为此提出一种新型光储一体化系统的电路结构及其控制方法:首先将光伏组件和DC/DC变换器的输出端串联后接入直流母线,实现所有光伏组件的最大功率跟踪控制,与现有方案相比大幅降低了DC/DC变换器的电压等级和成本;继而设计适用于该光储一体化系统的能量管理策略,在保证蓄电池荷电状态不超过允许范围的前提下,可实现整个光储一体化系统并网功率的分时恒定。最后,在RT-LAB半实物仿真平台上验证所提系统结构和控制策略的有效性。     

基于长短期记忆神经网络的光伏阵列故障诊断

目前的故障诊断方法无法精确识别与定位光伏发电系统中光伏阵列的故障,导致光伏发电运维成本增加.为此,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的光伏阵列故障诊断模型.在MATLAB/Simulink软件环境下,搭建光伏发电系统仿真模型,采用扰动观测的最大功率点跟踪(MPPT)算法和电网电压闭环控制策略,分析光伏组件断...     

基于滑模控制的光伏发电MPPT控制

为了快速进行最大功率点跟踪控制,提高太阳电池输出效率,将滑模控制应用在光伏系统最大功率点跟踪控制中,设计了基于光伏MPPT控制的滑模控制器。搭建太阳电池组件模型及Boost变换器和滑模MPPT控制模型,并在MATLAB仿真环境下进行了仿真,结果表明采用滑模MPPT控制可以快速地实现光伏系统的最大功率点跟踪控制,缩短系统调整时间,减小超调量与稳态误差。     

光伏列阵的全局最大功率点追踪研究

针对光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)影响着光伏系统的发电效率,对光伏阵列的功率输出特性曲线进行了建模仿真分析,根据MPPT的目标是保持光伏阵列输出电压一直保持在最大功率点处,重点分析在光伏阵列出现局部阴影情况时的,光伏阵列的P-V输出特性为多峰曲线情况下,提出了一种基于改进的模拟退火粒子群算法的最大功率点跟踪控制方法,将模拟退火算法思想融入到粒子群算法中,改善粒子的探索能力,提升了最大功率点跟踪算法的收敛速度和精确性。     

太阳能逆变器新型MPPT算法的研究

分析了光伏发电系统的特性,列举了几种最大功率点跟踪(MPPT)算法,在此基础上提出了自适应神经模糊MPPT算法。将该算法应用于光伏电池的最大功率点跟踪,在Matlab/Simulink环境下建立光伏发电系统的仿真模型,给出了不同光照强度下的仿真结果,表明该方法可以提高稳定性和跟踪精度,提升光伏电池的效率。     

参与微电网频率调节的光伏发电系统模糊自适应功率控制

针对光伏在微电网中渗透率不断提高导致系统惯量和频率响应能力不足的问题，提出一种模糊自适应功率控制策略。首先，每相邻两组光伏阵列分别通过前级Buck-Boost型DC/DC变换器并联后再通过DC/AC逆变器接入微电网，其中一组光伏阵列运行在最大功率点追踪模式，并为另一台运行在模糊自适应功率追踪模式的DC/DC变换器提供最大功率参考；其次，考虑到光伏发电运行中负荷变动、辐照度波动等多种因素导致的系统频率波动，设计了模糊自适应控制器，以相邻光伏阵列提供的最大功率参考和当前系统频率为输入，决策输出功率储备因子，并结合最大功率参考生成光伏输出功率指令，实现光伏发电输出功率的自适应调节。最后，光伏阵列运行在模糊自适应功率追踪模式具有上下灵活调节的功率储备，通过自适应增加或减少功率储备实现微电网频率的双向调节。该控制策略减少了最大功率点估计器使用、无需详细的光伏模型且易于实现，基于IEEE 13节点测试系统的仿真结果验证了所提控制策略能够有效抑制微电网频率的波动。     

NPC三电平光伏逆变器并网控制策略仿真研究

介绍了基于NPC(Neutral Point Clamped)三电平逆变器的光伏发电系统并网控制策略。根据光伏阵列的等效电路,在Matlab/Simulink中建立了光伏阵列模型,利用扰动观察法对光伏发电系统中Boost电路进行最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制,对NPC三电平逆变器采用U-Q控制并网策略,并对系统进行了建模仿真。仿真结果表明,该控制策略能够准确地实现光伏的最大功率点跟踪,并能有效地保证将逆变器直流侧传输的有功功率注入电网。