光伏系统最大功率点跟踪控制算法

最大功率点跟踪技术(MPPT)在太阳能光伏发电系统中占有重要地位.针对现有MPPT方法动态性能和稳态性能难以兼顾的不足,提出了一种具有良好动态性能和稳态性能的MPPT方法,该方法通过Boost电路的开路电压的测量及最大功率点电压的非线性计算对最大功率点进行跟踪控制.仿真结果表明,该方法快速跟踪到最大功率点,消弱了最大功...     

改进黄金分割法在光伏发电MPPT中的应用

在光伏发电系统中需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪来提高系统的输出功率。以光伏电池输出非线性特性为切入点展开研究,分析了常规算法的优缺点,针对其最大功率点跟踪(MPPT)动态和稳态性能不佳等问题,提出了将改进黄金分割法(IGSS)应用于光伏发电系统中。在Matlab/Simulink下进行了建模和仿真,仿真结果表明该方法能够迅速准确地跟踪光伏电池的最大功率点,防止算法跟踪方向误判情况的发生,表现出良好的动态和稳态特性,证实了该算法的正确性和有效性。     

光伏系统最大功率点跟踪算法的改进及应用

在光伏发电系统中需对光伏电池的最大功率点进行跟踪来提高系统的输出功率.这里以光伏电池输出非线性特性为切入点展开研究,分析常规电导增量法和自适应算法的优缺点,针对其最大功率点跟踪(MPPT)动态和稳态性能不佳及启动过程特性较差的问题,提出改进的MPPT算法.在Madab/Simulink下进行了建模和仿真,仿真结果表明该...     

基于FOA算法的光伏发电MPPT仿真研究

在光伏发电系统中需要对光伏阵列的最大功率点进行跟踪控制以提高整体系统的输出功率。以光伏阵列输出非线性特性为切入点展开研究,在分析了常规算法的优缺点基础上,针对其最大功率点跟踪(MPPT)动态和稳态性能不佳等问题,提出了将果蝇优化算法(FOA)应用于光伏发电系统中。在Matlab/Simulink下进行了建模和仿真,仿真结果表明该方法能够迅速准确地跟踪光伏阵列的最大功率点,防止算法跟踪方向误判情况的发生,表现出良好的动态和稳态特性,同时也证实了算法的正确性和有效性。     

基于极值搜索算法的光伏系统MPPT控制

在分析太阳能光伏阵列工作特性和常规最大功率点跟踪(MPPT)及控制方法基础上,研究了一种基于极值搜索算法的光伏系统MPPT控制方法。该算法与现有方法比较,可在外部环境突变的情况下,快速准确地跟踪光伏阵列的最大功率,具有良好的动态性能。基于该方法设计出光伏发电MPPT的控制系统,并通过仿真与样机实验与常规MPPT算法进行了对比分析。分析结果显示,极值搜索算法可快速、精确地跟踪光伏系统最大功率点,且动态特性良好。     

具有优化步长的最速下降法MPPT控制

针对现有最大功率点跟踪(MPPT)方法的动态性能和稳态性能难以兼顾的难题,提出一种具有最优步长的最速下降MPPT算法,并使用上述算法对Boost DC/DC变换器进行相应控制,以达到对光伏电池输出功率进行有效调节的目的。对系统进行了Matlab/SIMULINK仿真,并在基于TM320F2812为核心控制芯片的硬件电路上进行实验。实验结果表明,该系统能较快地跟踪太阳能最大功率点,同时具有良好的稳态性能。     

变PWM步长的爬山法在光伏发电系统中的应用

为了最大限度的利用太阳能,避免因外部环境或负载突变时传统算法在最大功率点跟踪过程中出现的功率连续振荡、稳态精度低的问题,本文对光伏发电系统提出了一种变PWM步长的爬山算法。该方法是在单次迭代中确定扰动方向和步长大小来追踪最大功率点。通过仿真和实验两方面验证了变步长爬山算法在稳态和动态两种条件下MPPT系统的输出特性,并对比固定步长的爬山法对MPPT系统的性能进行了综合评估。结果表明变步长爬山算法的有效性,该方法能快速精确地搜索到光伏阵列的最大功率点,减少了响应时间、恢复时间和功率振荡,提高了光伏发电系统的能量转换效率。     

基于CSA-FPI算法的光伏发电MPPT仿真研究

对光伏阵列进行最大功率点跟踪控制(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT),是提高光伏发电系统输出功率的有效措施之一。文章以光伏阵列非线性输出特性为切入点展开研究,在分析了常规算法的优缺点基础上,针对其在最大功率点处(MPP)动态和稳态性能不佳等问题,提出了一种基于布谷鸟搜索算法(CSA)和模糊PI(FPI)控制相结合的光伏阵列MPPT算法。在MATLAB/Simulink下进行了仿真建模,仿真结果表明该方法能够迅速准确地跟踪光伏阵列的最大功率点,防止算法跟踪方向误判情况的发生,具有快速跟踪性和鲁棒性;同时实验结果也证实了上述算法的正确性和有效性。     

基于自适应占空比扰动算法的光伏发电系统MPPT控制

常规的扰动观察法在光伏阵列的最大功率点跟踪中应用广泛,算法简洁,容易实现,但由于采用固定步长扰动,不能同时获得较高的跟踪速度与稳态跟踪精度.针对这个矛盾,提出了一种新的自适应占空比扰动算法,运用Matlab/Simulink对光伏发电系统MPPT控制进行了建模与仿真,并研制了一台控制器,在BOOST变换器上与定步长扰动法进行了对比实验,仿真和实验结果证明该算法能准确快速地跟踪光伏阵列的最大功率点,大大提高了系统的动态和稳态性能.     

基于模糊PI的光伏发电双MPPT研究

针对光伏阵列非线性工作特性及传统MPPT控制中响应外界环境变化缓慢、最大功率点附近功率振荡现象明显等缺点,对其最大功率点跟踪算法进行分析,提出了一种模糊PI控制下扰动观察法(PO)和恒电压控制法(CVT)相结合的双MPPT(dual maximum power point tracking MPPT)控制方法应用于光伏发电系统。通过建立模糊PI控制下的光伏发电双MPPT系统模型,构建系统控制量及变化量变化规则,设计仿真参数。仿真实验结果表明本方法在外部环境变化时能快速准确地跟踪光伏阵列最大功率点,具有良好的动态和稳态性能。     

分布式风力发电系统MPPT控制

针对分布式风力发电机,传统的扰动观察法和模糊法在风速变化频繁的实际系统中输出效率较低,不能充分发挥同步发电机的最佳性能,提出了将模糊法和扰动观察法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)方法.通过和传统的扰动观察法和模糊法的比较,仿真结果表明所提方法在风速变化频繁的情况下有效地改善了系统输出特性,提高了系统输出效率.同时,利...     

基于Superbuck变换器的光伏MPPT调节器控制策略

针对应用于航天器光伏调节变换系统的Superbuck变换器,通过状态空间平均法建立了其小信号模型。基于MPPT模式提出了太阳电池阵列电压控制的双闭环控制策略,并在LTspice仿真软件中得到传递函数的波特图。最后,搭建了光伏MPPT调节器的实验平台。结果表明,所提出的控制策略能够使系统保持良好的稳态和动态性能,提高了太阳电池阵列的能源利用率,具有较强的有效性和实用性。     

突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法研究

作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximum power point tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重影响光伏发电的可靠性与经济性。为此,以一个300 W级MPPT变换器为对象,对其功率器件温升特性进行了试验分析。随后,结合传统MPPT算法和主动热管理策略,提出了一种突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法。通过对器件驱动信号占空比的动态限制和开关频率的分级调节,所提方法能够主动调整器件工作损耗,进而充分挖掘变换器输出功率。相关实验表明,所提方法可最大程度保留变换器散热故障时的光伏出力,并减少散热故障修复前的光伏发电经济损失。根据实验结果,构建了所提方法性能评价指标,并分析了方法性能的影响因素。     

太阳能光伏系统中基于自适应控制的最大功率点跟踪方法研究

为了提高光伏发电系统的整体效率,寻求光伏电池的最优工作状态,提出一种基于自适应控制的光伏电池最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法。该方法基于传统的干扰观察法原理,并根据系统工作点的不同而不断调整扰动幅度的大小,以最大限度地接近最大功率点。仿真结果表明,基于自适应控制的MPPT方法能够稳定、高效地跟踪光伏阵列最大功率点;在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下,能快速寻找新的工作点,保持系统稳定,表现出很好的动态特性。     

具有改进最大功率跟踪算法的光伏并网控制系统及其实现

光伏并网控制系统输送到电网的功率随着光照强度、环境温度以及光伏阵列输出电压的不同而变化,控制光伏阵列的工作点使其连续稳定地向电网输出最大功率非常必要。该文提出了基于同步旋转坐标变换实现光伏阵列最大功率跟踪与电流控制的电压源型逆变器相结合的三相光伏并网控制系统,该系统主要包括光伏阵列、直流母排电容、电压源型逆变器、滤波电感、数字信号控制器与电网。提出的改进最大功率跟踪方法,根据光伏阵列dP/dU-U的特性曲线,利用Newton-Raphson方法快速计算光伏阵列输出功率对电压的微分值,由此进一步形成光伏阵列工作在最大功率点的参考电压值。整个控制系统为双环控制,外环为电压控制环,利用一个PI调节器使光伏阵列输出电压工作在最大功率工作点;内环为电流控制环,利用2个PI调节器分别对d-q轴电流进行解耦控制,使逆变器输出电流与参考电流一致。根据所提出的控制算法,研制了一台三相光伏并网系统原理性样机,仿真与实验结果一致,系统具有良好的动稳态性能,说明了所提出的控制方案是非常有效的。     

风力发电系统最大功率跟踪自适应鲁棒控制

为了提高风力发电系统最大功率跟踪(MPPT)运行的工作性能,针对系统未知建模误差和外部扰动等不确定问题,提出了一种MPPT自适应鲁棒控制方法。该方法建立在基于广义扰动的风力发电系统角速度跟踪动态模型基础上,不依赖于系统模型参数和外部扰动辨识。利用MPPT跟踪偏差的非线性状态反馈和扰动边界值的在线实时估计,自适应地调整切换控制项增益,以加快系统收敛的速度。实际控制律经过一阶积分输出,进一步削弱控制输出信号幅值的抖振,平滑发电转矩,提高跟踪精度。通过构造Lyapunov函数,验证了闭环系统的全局稳定性。通过与常规线性PID控制和非线性动态状态反馈控制(SFC)进行仿真比较,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和自适应性。     

双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT中的应用

提出一种在光伏并网发电系统中进行最大功率点跟踪(MPPT)的双模糊控制法,将非对称模糊MPPT与模糊PID相结合,在设定参考电压环节使用模糊控制代替诸如扰动观察法等传统方法,在消除实际电压与参考电压偏差这一环节用模糊PID替换普通的PID控制。此外,还提出了4个反映MPPT性能的指标:环境缓慢变化时的MPPT时间、光伏阵列发出的能量大小、稳态时的功率波动大小和环境剧烈变化时光伏阵列发出的能量大小。设计了4个算例,在MATLAB/Simulink环境下对5种控制方法分别进行了仿真分析。通过对比各方法的性能指标和相应的输出功率波形图,验证了所提出的双模糊控制法是一种比传统方法更优的MPPT控制方法。     

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真

根据光伏阵列的特性,开发了光伏阵列的通用仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性.分析了光伏并网发电系统最大功率跟踪的算法,针对最常用的最大功率跟踪方法--扰动观察法的不足,提出了一种新的最大功率跟踪的新算法.在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真.仿真结果表明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效地避免跟踪的偏差,能够准确地跟踪太阳能电池的最大功率点,有效地提高光伏电池的输出效率,其动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能.     

A fuzzy maximum power point tracking method for photovoltaic systems using a single input current sensor

Maximum power point tracking (MPPT) is one of the major issues in photovoltaic (PV) systems and plays a vital role in optimal utilization of these systems for practical applications. In this paper, we propose a new MPPT method that requires only one current sensor in PV panel side and uses a fuzzy controller to generate proper duty cycle for the DC–DC converter in a PV system. The input current sensor‐based fuzzy MPPT method (ICSF) exhibits proper operation both under steady state and dynamic tests and also performs well in case of severe environmental variations. The proposed method has been simulated in the MATLAB/Simulink workspace and compared with some major MPPT methods. The results reveal that the proposed method behaves well in various conditions. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.