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。     

基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率跟踪器的研究

光伏阵列由于输出特性具有非线性,为了提高发电效率,需要对其进行最大功率点跟踪（MPPT）。提出了一种基于改进扰动观察法的最大功率点跟踪器的设计方案,该方案在实现最大功率跟踪的基础上,解决了传统扰动观察法在响应速度与跟踪精度之间的矛盾。通过实验对比引入MPPT前后光伏阵列的输出,验证了方案的可行性与有效性。     

基于DSP的光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究

基于DSP芯片TMS320F2812设计一种两级式光伏并网发电系统.对该系统提出了一种新型的MPPT控制算法,即在外界环境或负载突变时,先采用一种在线计算短路电流法,避免了对系统正常工作的干扰,以保证跟踪的快速性;在此基础上引入小步长的扰动观察法,对最大功率点处的稳态特性进行优化,可有效减小系统的输出功率在最大功率点的振荡现象.通过Matlab软件分别对扰动观察法、短路电流法以及所提的新型MPPT方法进行仿真,结果表明,该新型MPPT方法能够快速、准确地跟踪外部环境变化,减少了系统在最大功率点的振荡现象,提高了光伏发电系统的效率.     

带MPPT控制的光伏充电控制器的设计

本文设计了一种具有MPPT控制的光伏发电充电控制器。该控制器通过检测蓄电池充电电压、充电电流的大小,智能选择充电器的工作状态,并在光照强度不足时自动切换到光伏发电最大功率点跟踪控制MPPT状态,采用扰动控制策略使光伏电池有最大的功率输出,使控制器有较好的充电效率。实验结果较好地说明所设计控制器的有效性。     

基于粒子群优化算法的光伏最大功率跟踪

针对光伏发电系统在局部阴影条件下呈现高度非线性、时变不确定性和多个局部功率峰值的特点[1],提出一种粒子群优化和改进的扰动观察法结合的MPPT算法。此算法首先利用粒子群算法来快速寻找最大功率区域,然后改进的扰动观察法精确化最大功率点,克服光伏发电系统最大功率陷于局部最优。建立仿真模型,通过仿真实验验证了这种控制方法能快速找到全局最大功率,具有更加突出的动态响应性能,避免了功率损失,提高光伏发电效率。     

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.     

基于扰动观察法的光伏电池MPPT控制算法优化

文章提出了一种基于扰动观察法的MPPT控制算法。由于光伏组件的输出特性易受到外界光照强度、环境温度影响,须在光伏发电系统中使用最大功率点跟踪技术以实现电能最大输出。传统扰动观察法的跟踪速度快,但输出的波形震荡大,光伏组件综合效率低,文章在传统扰动观察法算法的基础上进行算法优化,在保证跟踪速度的同时,减小了功率输出波形的震荡,提高了光伏组件的综合效率。在对传统算法进行优化时,将电压取样的固定步长优化调整为根据不同情况进行取样的变步长,并将优化的算法通过Matlab进行仿真实验,实验结果验证了优化后的算法的效率功能。该算法通过减小MPPT控制过程中的功率输出波形震荡,使光伏系统在输出过程中能够产生更加稳定高质量的电能。     

基于双并联Boost电路的光伏系统最大功率点跟踪控制方法

光伏电池的输出功率取决于外界环境（温度和光照条件）和负载状况,需采用最大功率点跟踪（MPPT）电路,才能使光伏电池始终输出最大功率,从而充分发挥光伏器件的光电转换效能.在比较了常用光伏发电系统控制的优缺点后,依据MPPT控制算法的基本工作原理,主电路采用双并联Boost电路,具有电压提升功能,并且能够提高DC-DC环节的额定功率和减小直流母线电压的纹波.针对传统扰动观察法存在的振荡和误判问题,提出了一种新型的基于双并联Boost电路的改进扰动观察法最大功率跟踪策略.在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真,仿真结果表明,当外界环境发生变化时,系统能快速准确跟踪此变化,避免算法误判现象的发生,通过改变当前的负载阻抗,使之与光伏电池的输出阻抗等值相匹配采满足最大功率输出的要求,使系统始终工作在最大功率点处,并且在最大功率点处具有很好的稳态性能.最后通过实验验证了该算法的有效性.     

小型风光互补控制策略研究

文中通过对比风光互补系统各种常用最大功率点跟踪（MPPT）控制策略,提出了改进的MPPT控制策略。光伏电池阵列输出功率通过电压反馈扰动MPPT控制策略进行控制,风力发电机输出的功率采用变步长扰动MPPT控制策略;在蓄电池支路上串联一个MOSFET管,起到截止充电功能,并提出了改进的三段式充电方法。     

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。     

不同MPPT架构光伏系统发电效率的比较研究

光伏系统的MPPT架构有集中式、组串式和分布式三种类型.不同MPPT架构光伏系统组件串并联结构不同,对局部阴影和组件参数失配产生的输出功率损失表现出的抑制能力不一样,发电效率有明显差别.本文对不同MPPT架构光伏系统的发电效率进行比较研究,结果表明因局部阴影与组件参数失配影响,分布式MPPT光伏系统年均发电量比集中式MPPT光伏系统提高约4.65%～19.62%,比组串式MPPT光伏系统提高约2.64%～12.86%,具体数值随发生阴影时间比例、参数失配幅度增大而变大,且与具体阴影情形有关.     

光伏并网发电试验系统研究

研究了一种户用两级式光伏并网发电试验系统,给出了系统的总体实现方案,设计并实现了试验系统的主要功能模块.通过本试验系统,可以实现将太阳光辐照强度和温度用于最大功率点跟踪及并网发电系统与电力调度中心的实时通信,提高最大功率点跟踪的快速性和准确性,增强光伏发电的可调度性.     

A Maximum Power Point Tracking System With Parallel Connection for PV Stand-Alone Applications

This paper presents the analysis, design, and implementation of a parallel connected maximum power point tracking (MPPT) system for stand-alone photovoltaic power generation. The parallel connection of the MPPT system reduces the negative influence of power converter losses in the overall efficiency because only a part of the generated power is processed by the MPPT system. Furthermore, all control algorithms used in the classical series-connected MPPT can be applied to the parallel system. A simple bidirectional dc-dc power converter is proposed for the MPPT implementation and presents the functions of battery charger and step-up converter. The operation characteristics of the proposed circuit are analyzed with the implementation of a prototype in a practical application.     

Development of a microcontroller-based, photovoltaic maximum powerpoint tracking control system

Maximum power point tracking (MPPT) is used in photovoltaic (PV) systems to maximize the photovoltaic array output power, irrespective of the temperature and irradiation conditions and of the load electrical characteristics. A new MPPT system has been developed, consisting of a buck-type DC/DC converter, which is controlled by a microcontroller-based unit. The main difference between the method used in the proposed MPPT system and other techniques used in the past is that the PV array output power is used to directly control the DC/DC converter, thus reducing the complexity of the system. The resulting system has high-efficiency, lower-cost and can be easily modified to handle more energy sources (e.g., wind-generators). The experimental results show that the use of the proposed MPPT control increases the PV output power by as much as 15% compared to the case where the DC/DC converter duty cycle is set such that the PV array produces the maximum power at 1 kW/m² and 25°C     

基于MATLAB光伏并网逆变系统的仿真研究

光伏并网发电系统是光伏发电系统发展的趋势。文中介绍了单极式光伏系统的拓扑结构和实现最大功率的工作原理,阐述了电导增量法实现MPPT的基本思想。根据光伏系统并网发电拓扑结构,设计了一套新型的实现最大功率跟踪的单极式光伏并网逆变器。逆变器控制部分由DSP实现最大功率跟踪和输出电流跟踪控制,实现了逆变输出电流与电网同步,且高功率因数运行。仿真结果表明,单极式光伏并网逆变系统能准确跟踪太阳能电池最大功率点,并具有较好的稳定性。     

光伏电池阵列及MPPT仿真研究

应用仿真软件MATLAB中的Simulink工具,在光伏电池数学模型基础上,建立了一种光伏电池工作的仿真模型。同时对MPPT控制原理进行分析,并搭建了一种MPPT仿真模型,在不同的光照强度、环境温度下进行仿真。仿真结果表明,光伏电池模型输出基本同实际输出相似。验证了所研究的MPPT控制系统能很好地实现最大功率跟踪,并能快速响应外界温度和光照强度的变化,能够有效提高光伏电池的效率。     

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。     

Integrated photovoltaic maximum power point tracking converter

A low-power low-cost highly efficient maximum power point tracker (MPPT) to be integrated into a photovoltaic (PV) panel is proposed. This can result in a 25% energy enhancement compared to a standard photovoltaic panel, while performing functions like battery voltage regulation and matching of the PV array with the load. Instead of using an externally connected MPPT, it is proposed to use an integrated MPPT converter as part of the PV panel. It is proposed that this integrated MPPT uses a simple controller in order to be cost effective. Furthermore, the power converter has to be very efficient, in order to transfer more energy to the load than a directly-coupled system. This is achieved by using a simple soft-switched topology. A much higher conversion efficiency at lower cost will then result, making the MPPT an affordable solution for small PV energy systems     

变论域模糊控制器在光伏系统MPPT中的应用研究

为了解决光伏发电系统非线性特点及一般模糊控制存在稳态误差的问题,将变论域模糊控制应用到光伏发电系统的MPPT（Maximum Power Point Tracking）中,介绍了变论域模糊控制伸缩因子的选取及控制器的设计,运用Matlab/Simulink建立基于BOOST转换电路的MPPT系统仿真模型。通过调节Boost电路开关管的占空比使光伏电池工作在最大功率点,并对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明,变论域模糊控制能够改善光伏发电系统MPPT的稳定性,减小稳态误差与波动,提高太阳能的利用率。