滑模技术在PV最大功率追踪系统中的应用

针对太阳能光伏电系统非线形工作特点,设计一滑模控制器来解决实现PV发电系统中,PV能量最大功率输出,来提高系统的性能和最大功率跟踪速度,并给出系统的仿真和实验结果.     

基于预测电流控制的光伏并网系统最大功率点跟踪算法

针对光伏发电的突变性及昼发夜停特性提出一种新型的基于预测电流控制的光伏并网系统最大功率点跟踪(MPPT)算法。根据实际情况考虑光伏阵列的非线性特性,最大功率点周围光伏电压的振荡及逆变器、滤波器的设计等。为了确保系统采用控制算法的稳定性,MPPT的设计应运而生,在此基础上通过改进算法从光伏系统的电压与电流预测基准电流进而控制光伏并网系统。通过与传统的波动相关控制方法对比给出了仿真结果。仿真结果表明:在光照发生突变时,与传统的波动相关控制法相比,提出的改进算法的跟踪速度较之提升9.3%,并能够准确跟踪光伏并网系统最大功率点,且性能稳定可靠。     

风机最大功率点跟踪的失效现象

针对具有大转动惯量和宽最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)区间的风电机组,发现了一种在传统MPPT控制策略下出现的风机MPPT失效现象.基于对简化风机模型的平衡点及加速/减速区域的分析,从机理上解释了MPPT失效现象的产生原因,即风机的慢动态性能难以跟踪风速的快速波动.进一步,针对多种容量风电机组的仿真统计分析表明,该MPPT失效现象的发生及其对风能利用系数的降低是不能忽视的.特别是在高湍流强度的风速条件下,MPPT失效导致的风能捕获损失率可能高达10%以上.     

光伏并网逆变器的电流扰动观测控制方法研究

并网逆变器的输出电流质量易受到电网电压状态及逆变器系统参数的不确定性等因素的干扰。根据扰动观测器控制原理,建立电流控制的扰动观测模型,并设计电流扰动观测控制器,该方法将电网电压与直流侧电压变化设定为外部扰动变量,提高电流控制对这两种扰动的抗扰动性,同时可对输入功率变化时电路参数出现的差异性进行补偿控制,提高电流动态响应速度并减少输出电流谐波。仿真与实验结果表明,该电流控制方法可有效抑制三相电网电压不平衡或畸变状态造成的电流谐波,并改善在低输入功率状态的逆变器输出电流质量,当输入功率发生突变时,输出电流的响应速度与质量都得到明显提升,同时降低了光伏逆变器的最大功率跟踪过程时间。     

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。     

光伏并网发电系统最大功率追踪算法的稳定性研究

随着光伏发电技术及光伏产业的发展,太阳电池阵列如何在同样日照、温度的条件下输出尽可能多的电能成为人们的研究重点。然而,根据太阳电池的工作原理,当光照强度,温度等自然条件改变时,太阳电池的输出特性将随之改变,输出功率及最大工作点亦相应改变。分析了几种常见的最大功率跟踪方法（Maximum Power Point Tracking,简称MPPT）,针对扰动观测法中的误判现象进行分析,并加以改进,使系统更加平稳地输出有功功率,实现了对最大功率点的稳定追踪。     

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Simulink的单相光伏并网逆变器仿真研究

针对光伏电池输出电压范围宽的特点,提出了一种准两级主电路拓扑的单相光伏并网逆变器方案,并建立了基于Simulink的,包括光伏电池模型在内的光伏发电系统仿真模型。仿真结果表明,系统采用的改进变步长扰动观察法,可有效减小最大功率点跟踪时的振荡;无差拍控制保证并网输送的电能质量高;有源频率漂移法能快速、有效地实现孤岛保护。仿真验证了所采用的光伏系统方案的可靠性和先进性,为试验样机开发提供了很好的仿真基础。     

改进MPPT算法在光伏发电系统中的应用

针对传统扰动观察法存在的最大功率点跟踪(MPPT)精度低和振荡问题,提出了一种变步长扰动观察法与Newton插值法相结合的改进型MPPT算法,通过三相并网发电系统对该算法进行仿真验证,结果表明改进MPPT算法不仅能够快速跟踪外界环境变化,还能有效减小在最大功率处的振荡,有效地提高了光伏电池的利用率。     

一种基于收缩跟踪区间的改进最大功率点跟踪控制

考虑到基于转矩调整的改进方法存在难以获取最优调整状态的问题,该文针对传统功率曲线法提出收缩风机转速的跟踪区间、减小跟踪路程的改进思路,以优化风机最大功率点跟踪的性能。在此基础上,设计出根据平均风速,周期性的调整起始发电转速的改进功率曲线法。其设计机理在于风速平均值恰好反映了风速及风能量集中分布的区间。因此,最优转速跟踪区间与平均风速存在数量上的直接关系而变得容易预估,且无需迭代搜索。与目前基于调整转矩的改进方法相比,该文所提方法不仅提高了风能捕获效率,且简单易行。最后,通过对模拟风速序列的仿真计算与比较分析,验证了该方法的有效性和先进性。     

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统

论述了利用Boost电路对光伏电池进行最大功率点跟踪(MPPT)的原理,分析了Buck电路和Boost电路在MPPT电路中的优缺点,提出了一种单片机控制的,以Boost电路为核心的MPPT系统,并对以蓄电池为负载的系统进行了的实验研究。结果表明,该系统在各种辐射强度下均明显增加了输出功率。     

基于DSP的双输入Buck变换器的研究

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。针对太阳能与市电联合供电系统,采用双输入Buck变换器,这是一种最简单的多输入直流变换器。在此系统中太阳电池应工作在最大功率跟踪状态,剩余的能量由市电进行补充。采用DSP代替现有的模拟电路来实现系统的控制和能量管理,可以简化电路,提高系统灵活性。DSP主要功能为实现各种工作模式下开关管的控制和工作模式之间的切换控制。最后设计制作了一台500 W的样机,实验结果验证了本系统的有效性。     

光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究

以Matlab/Simulink为仿真平台,建立了光伏电池通用仿真模型,分析了传统最大功率跟踪算法中的扰动观察法和电导增量法原理、优缺点和各自应用的场合,根据光伏阵列的非线性输出特性提出了基于扰动观察法的模糊控制策略。仿真表明,当外界环境发生变化时,新的控制算法能够更快地跟踪最大功率点并具有良好的稳态性能。     

电动汽车复合能源系统设计

为解决燃油汽车带来的环境、能源等负面问题,推进新能源在汽车领域的应用逐渐成为人们关注的焦点。文中基于太阳能电池、超级电容和蓄电池3种能量源,对电动汽车复合能源系统进行了研究。针对各能量源的特性设计了基于Boost电路的最大功率点跟踪控制器以及连接超级电容与直流总线的电流双象限DC/DC变换器,并通过MATLAB仿真工具箱对其进行了仿真,进而确定了电路参数。同时,基于电流约束设计了系统的总体控制策略,并进行了相关测试。实验结果表明,复合能源系统可对太阳能电池进行最大功率点跟踪,而且巧妙融合了超级电容的高比功率以及蓄电池高比能量的特点,有效缩短了蓄电池大电流放电的时间,改善了电动汽车启动及加速时的性能。     

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。     

光伏发电系统常用Mppt算法仿真分析综述

分析了几种常用的最大功率跟踪算法的原理,在对它们用MATLAB/Simulink进行仿真分析后,提出了几种改进的算法,并分析了它们的优缺点,以期进一步提高光伏发电系统太阳能的利用率。分析了几种常用最大功率跟踪算法的原理,在MATLAB/Simulink中对这些方法进行了仿真分析,并分析总结了这几种常用方法的改进措施。     

双级矩阵变换器直驱风力发电系统最大风能追踪

提出了一种双级矩阵变换器(two stage matrixconverter,TSMC)直驱风力发电系统最大风能追踪控制策略。基于爬山法,通过引入中间变量实现对系统捕获风能状态进行判断,在此基础上,提出基于集成控制的最大风能追踪(maximum power point tracking,MPPT)算法。在Matlab中建立了TSMC风电系统仿真模型。仿真结果表明:新的MPPT算法通过对风力发电系统逆变级无功功率分阶段性的控制,不仅具有较好的准确性和稳定性,而且加快了系统捕获最大风能的速度。     

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。     

基于LLC谐振变换器的电导增量法MPPT直接控制策略

提出了一种基于LLC谐振变换器的电导增量法最大功率点跟踪(MPPT)直接控制策略的实现方案。通过采用LLC谐振变换器实现电气隔离,同时获得较高的功率变换效率;另一方面,通过采用直接控制策略省略了传统的双环控制中PI调节器。该直接控制策略的基本思想是:在每个采样周期中直接计算得到LLC谐振变换器的所需开关频率并在下一个采样周期中实时更新以实现MPPT。最后通过1台650 W的样机试验验证了所提出方案的有效性。     

小型风光互补MPPT控制的研究

为提高小型风光互补发电系统的效率,增强系统的稳定性,使发电系统的性能得到优化,将最大功率点跟踪(MPPT)控制策略应用到小型风光互补发电系统中,此控制策略可以跟踪蓄电池的最大充电功率,最大程度地利用风能和太阳能,并对蓄电池充电控制方案分段优化,对蓄电池快速合理充电,实现小型风光互补发电系统的智能化控制.