一种数字PID控制的扰动观察法光伏电池MPPT仿真

光伏电池的最大功率点(MPP)随着光照强度和环境温度的变化而变化,因此最大功率点跟踪(MPPT)成为光伏系统中的重要研究内容。本文选用PSIM仿真软件,搭建Boost电路,采用数字PID控制的扰动观察法来实现光伏电池最大功率点的跟踪,并进行了仿真验证。     

基于电流控制的光伏太阳能充电器系统研究

提出一种基于电流控制的最大功率点跟踪方法用于光伏太阳能充电器,以DC/DC变换器中的Boost电路作为开关充电器,系统由一个光伏电池模块、一个基于Boost变换器开关电池充电器和电池组成.采用光伏电池输出电流控制实现系统的最大功率点跟踪,调整占空比,从而使太阳电池阵列输出功率最大,以输出稳定的电压对蓄电池进行充电,可以提高蓄电池使用寿命,有效地提高独立光伏系统的综合效率,降低整个系统的成本.     

基于DSP的光伏最大功率跟踪技术的研究

光伏电池的最大功率点受光照强度、环境温度和负载大小等外界因素的影响而不断变化,因此很有必要对光伏电池的最大功率点进行时时跟踪以提高光伏电池的利用率.以分析光伏电池输出特性为基础,在实验室环境下用直流电源和可变电阻来模拟光伏电池,并选择Boost电路实现DC/DC变换来搭建实验电路;同时该实验采用DSP(TMS320F2812)作为控制器来进行最大功率跟踪算法的控制.实验结果表明,该方法可以有效地完成光伏的最大功率跟踪.     

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.     

基于MSP430F149的光伏MPPT控制器的设计

本文介绍了一种采用超低功耗单片机MSP430F149控制系统来实现太阳能光伏电池最大功率点跟踪的精简设计,在这个设计中提出来采用变步长扰动分析法来实现MPPT的控制,并分析和比较了Buck和Boost电路的优缺点,然后采用Boost电路结合MSP430F149单片机完成了MPPT控制器的设计。最后,采取模拟实验的方法对控制器的功能进行了验证。结果表明,该设计不但电路设计简单,软硬件结合,控制方法灵活,而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。     

光伏电池最大功率跟踪算法的优化设计

光伏电池输出功率受到光照强度、温度和负载等因素的影响而变化,有必要对光伏电池进行最大功率跟踪。文中提出了新的扰动观察MPPT方法,该方法通过控制Boost变换器的占空比来实现最大功率的控制。该方法具有跟踪效率高、跟踪速度快、跟踪控制简单的优点,仿真验证了该方法的有效性。     

光伏发电系统最大功率点激光定位系统

传统光伏发电系统最大功率点定位精度较差,导致光伏发电系统的功率增益较差,为此提出基于激光点跟踪定位的光伏发电系统最大功率点激光定位方法。构建光伏发电系统的电路阻抗参数分析模型,通过滤波电感和滤波电容联合参数估计的方法,进行光伏发电系统最大功率控制和潮流逆流点跟踪控制,根据控制器参数和功率变化量跟踪定位进行功率突变诱发的激光点,采用激光点扫描方法进行光伏发电系统的受控源参数分析,建立光伏发电系统的端电压分析等效模型,通过光伏并网逆变稳态控制对光伏发电系统最大功率点进行控制,通过激光点定位方法,实现光伏发电系统最大功率点激光定位系统的优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行光伏发电系统最大功率点激光定位的精度可达99.96%,功率突变引发的电路过渡过程得到优化控制,提高了光伏发电系统的稳定性和输出增益。     

基于Boost电路的光伏发电MPPT控制系统仿真研究

基于光伏电池输出特性及MPPT控制原理的分析,研究了基于Boost电路的光伏发电MPPT控制系统的模型,并分析了该模型中各子模块的工作原理,并应用Simulink软件搭建了整个系统的仿真模型。以光伏阵列STP0950S-36为例,仿真验证了所研究的MPPT控制系统能很好地实现最大功率跟踪,并能快速响应外界环境的变化,有效提高光伏发电的效率。     

光伏发电中最大功率点跟踪控制方法综述

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性具有明显的非线性特征,其输出功率受光照强度及环境温度影响很大。因此,为了提高光伏电池的利用效率,需要快速准确地对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制。本文简要介绍了十多种常用的光伏电池最大功率点跟踪控制方法的原理,说明了各种控制方法的优缺点,指出了选择某一方法时需要综合考虑的因素,并展望了光伏发电系统最大功率点跟踪方法的发展方向。     

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。     

MPPT控制Boost变换器的一种软开关实现策略

提出了最大功率点跟踪MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制Boost变换器的一种软开关实现策略:将MPPT控制Boost变换器设计在断续导通模式DCM(Discontinuous Conduction Mode)下。首先推导了MPPT控制Boost变换器的等效负载,然后借助工作模式分析推导得到输入电感的临界值。设计输入电感为临界值就可以使得变换器在全输入电压范围内工作在DCM模式下,开关器件实现自然的软开关。最后,在PSIM软件中完成了仿真验证。     

A novel MPPT circuit with 99.1% tracking accuracy for energy harvesting

A novel maximum power point tracking (MPPT) circuit based on Buck–Boost converter is presented for micro-power energy harvesting, which efficiently improves the power efficiency and robustness of system. The proposed MPPT uses the low-power analog multiplier and multi-outputs self-powered common-gate comparator to track the input power, and simplifies data calculation and structure greatly. The fast dynamic switching circuit and digital control circuit are introduced to enhance the adaptability and flexibility of system. The performance of whole converter was validated by the simulation results in a 65-nm CMOS process. The minimum starting voltage is 0.15 V. The peak output power is 40.5 µW, with a power loss of 14.1 µW. The peak power efficiency and peak tracking efficiency are 92.1 and 99.1%, respectively. The proposed MPPT has the advantages such as low power, high efficiency, fast tracking speed, simple structure.     

不同负载条件下光伏接口MPPT变换器的小信号建模及实验验证

在分布式光伏发电系统中,光伏电池一般通过DC-DC变换器与后级相连,以实现输出最大功率跟踪（MPPT）.由于光伏电池的本质电流源特性,使得输入电压反馈控制光伏接口MPPT变换器为电流源变换器,会呈现出与常见电压源变换器截然不同的动态特性.以前置电容Boost变换器为研究对象,重点探讨电流源MPPT变换器的频率响应特性.首先,建立了开环和输入电压闭环两种控制方式下系统的小信号模型,并揭示不同负载类型对于系统频率响应的影响;其次,对MPPT变换器的端口阻抗进行了建模分析,指出影响闭环输入、输出阻抗特性的重要因素,为接口电路的后续稳定性设计提供理论指导;最后,搭建实验室电路样机,通过频域和时域测试结果验证了理论分析的正确性.     

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saber的PFC Boost变换器仿真研究和实验验证

Boost变换器的开环传递函数有一个位于右半平面的零点,使得使用单一的反馈电压环难以同时保证系统在受到某种扰动作用时,既有很好的动态品质又不致造成系统失稳。平均电流控制模式是提高Boost变换器稳定性和动态调节特性的有效方法。分析并推导了Boost变换器的平均电流控制模型,应用saber对系统的分析和仿真,其结果证明了所建模型的正确。     

Three-Phase Photovoltaic System With Three-Level Boosting MPPT Control

This paper proposes a three-phase photovoltaic (PV) system with three-level boosting maximum power point tracking (MPPT) control. A simple MPPT control using a power hysteresis tracks the maximum power point (MPP), giving direct duty control for the three-level boost converter. The three-level boost converter reduces the reverse recovery losses of the diodes. Also, a weighted-error proportional and integral (PI) controller is suggested to control the dc link voltage faster. All algorithms and controllers were implemented on a single-chip microprocessor. Experimental results obtained on a 10-kW prototype show high performance, such as an MPPT efficiency (MPPT effectiveness) of 99.6%, a near-unity power factor, and a power conversion efficiency of 96.2%.