光伏发电系统最大功率点跟踪控制

太阳光发电作为洁净的和未来最有希望的发电方式之一，越来越受到人们的重视。光伏发电系统各个方面的研究都在不断地深入进行着，本文讨论的太阳光发电系统的最大功率点跟踪控制就是其中一个重要的研究课题。从实际应用角度出发，详细论述了采用功率对电压微分法进行最大功率点跟踪控制的过程，并通过实验验证其可行性和有效性。     

基于遗传算法的最大功率点跟踪

最大功率点对于提高光伏发电系统的整体效率具有重要作用,对优化算法在最大功率点跟踪中的应用进行了研究。基于光伏发电原理,通过Matlab和S函数建立了太阳能电池的仿真计算模型。针对传统最大功率点跟踪方法自动跟踪速度与跟踪精度难于兼顾的问题,应用遗传算法建立了最大功率点跟踪模型。仿真结果表明,当光照强度、电池温度变化时,模型能够快速、精确地跟踪最大功率点。通过与爬山法的对比研究,表明在相同跟踪时间限定下,遗传算法具有更高的跟踪精度,具有良好的综合性能。     

基于二阶滑模控制的变速双馈风力发电系统最大功率点跟踪

本文提出一种超螺旋二阶滑模控制方案同时实现双馈变速风力发电系统最大风能捕获和无功功率调节.通过设计两个二阶滑模控制器,实现控制目标,降低机械磨损,提高控制精度,通过调节发电机转子电压,跟踪风机最优转速和转子电流设定值,实现额定风速以下的最大风能捕获和无功功率调节.采用二次型李雅普诺夫函数确定控制参数范围、确保系统有限时间稳定性.1.5 MW风机系统仿真实验验证所提方案有效性.     

光伏系统最大功率点跟踪控制仿真模型

介绍了一种简单实用的光伏系统计算机仿真软件设计方法。通过对太阳能电池的物理模型和电特性的分析计算,建立了太阳能电池的数学模型,并结合S函数的编写,在M atlab/S imu link环境下建立其动态仿真模型。考虑到太阳能的波动性和随机性对太阳电池阵列的影响,该模型具有最大功率点跟踪(MPPT)功能。文中还给出了光伏系统仿真所使用的详细参数。仿真结果表明,利用该模型不需要精确的系统内部特性和结构参数,就可以实时模拟任何功率、电压组合的光伏阵列。     

基于估计的风力机最大功率跟踪控制

在额定风速以下,变速恒频风力发电机组应采用可靠控制策略,保证最大风功率跟踪;在不估计风速的情况下,提出一种风力机最大功率跟踪方法;首先,利用状态观测器和非线性扩展卡尔曼滤波,估计风力机最佳转速,采用PI控制器给出风力机转矩估值;其次,以风力机转矩、转速估值为输入,采用风力机转矩前馈控制,在计算风力机最优转速后,给出发电机转矩控制量,从而实现低风速时的最大功率跟踪;在Matlab/Simulink软件上搭建了仿真平台,仿真验证了估计的有效性和控制的正确性。     

基于克隆选择算法的光伏最大功率点跟踪控制

研究太阳能电池提高光电转换率问题,由于光伏发电系统中最大功率点难以实时跟踪,使光伏阵列输出功率达不到要求。为此提出采用克隆选择算法进行优化控制。根据光伏电池等效电路模型在SIMULINK中建立仿真模型进行特性分析,并编写克隆选择算法。通过在算法进化过程中合理地选取种群规模、克隆规模和变异率等参数,从而保证算法以最佳的搜索轨迹达到最优解。通过对算法有效性的验证,仿真结果表明:在温度、光强变化情况下,能实时跟踪到最大功率点,提高系统的鲁棒性和发电效率。     

光伏电池最大功率点跟踪方法的研究

随着能源的耗竭,光伏发电技术越来越受到人们的重视,光伏发电的过程主要就是将接收到的太阳辐射利用光伏电池转变为电能的过程。在光伏发电系统中,为了进一步提高光伏电池的转换效率,需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪。本文首先分析了在跟踪控制中常见的恒压控制法,扰动跟踪法和功率数学模型法,比较了它们的优缺点,并基于这三种方法提出了一种改进的跟踪方法。     

基于太阳光照模型的最大功率点跟踪算法

根据实际单体光伏电池特性和电气参数,提出一种利用MATLAB中曲线拟合工具箱结合光照强度数据模拟光照强度变化的方法,该仿真模型能够准确地反映光照强度变化情况;文章主要对某地春季一天实际光照强度变化数据进行分析,建立了全天光强时间模型;并依据此模型绘制了短时间内光照发生突变时的功率时间曲线;同时分析并利用工程上四种常用的最大功率点跟踪方法对发生跳变时的曲线进行了matlab仿真跟踪试验,比较了在局部光照变化阶段和不同步长时各种跟踪方法的跟踪效果;仿真结果表明,在该光照模型下可以很好地实现各种方法的最大功率点跟踪但跟踪效果有所差异。     

光伏系统最大功率跟踪方法的研究及其仿真

在分析光伏阵列的数学模型和输出特性的基础上,提出了自适应扰动控制算法。对该算法进行了理论分析,建立了光伏系统的仿真模型,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。仿真结果表明,系统能够快速地跟踪到最大功率点,在光照强度突变的情况下也能快速追踪到最大功率点,具有较好的控制性能。     

基于模糊控制的最大功率点跟踪算法的研究

本文根据太阳能电池的特性方程进行优化得到其工程模型并建立MATLAB/SIMULINK仿真模型,同时对仿真结果进行简单分析,主要是分析太阳能电池在标准参数下的伏安特性和伏瓦特性,以及在不同温度和光照强度条件下的特性。介绍最大功率点跟踪(MPPT)的原理并采用扰动观察法进行了定步长的仿真并对其结果进行了分析,在其基础上进行改进,提出一种基于模糊控制的变步长扰动观察算法,应用MATLAB中的Fuzzy工具箱进行模糊控制器的设计。得出的仿真结果表明,本算法能够稳定在最大功率点,避免了定步长扰动观察法在最大功率点的震荡,在环境参数突变的情况下,能够快速寻找到新的最大功率点,具有良好的跟踪效果。     

基于反馈线性化的液压型风力发电机组最佳功率追踪控制

液压型风力发电机组在额定风速以下时为获得最多电能,需随风速变化追踪最佳功率点.建立并网液压型风力发电机组仿射非线性数学模型,基于反馈线性化方法,分别以风力机转速和液压系统传输功率为输出,以变量马达摆角为控制输入,线性化系统,设计最佳转速与最佳功率追踪控制器,实现机组在额定风速以下随风速变化输出最佳功率.仿真结果表明,以液压系统传输功率为控制输出的功率追踪过程动静态特性较好.理论分析表明,控制器中高压腔压力变化率是否可以规划,是影响功率追踪过程稳定性的关键因素.     

双馈风力发电系统的非线性解耦控制

为了克服双馈风力发电系统基于近似线性化模型的分离控制方法动态性能差,抗扰能力弱的缺点,研究了双馈风力发电系统的精确线性化解耦控制.首先从电力电子装置与电机系统集成的角度,建立了双馈风力发电系统的统一模型;然后应川逆系统理论,推导出其逆系统模型,将其精确线性化成一个伪线性系统;最后运用内模控制理论对其进行综合以提高系统的鲁棒性,实现了双馈风力发电系统的高性能控制.仿真和实验结果表明,该控制策略不仅可以加快系统的响应速度.保证系统的全局稳定性,而且还可以减少所需的直流滤波储能电容,提高系统可靠性.     

基于双PWM协调控制的永磁风力发电系统研究

说明了直驱式永磁风力发电系统的基本组成和原理,分析了永磁风力发电系统最大功率跟踪的控制策略;设计了发电系统网侧变流器基于电网电压矢量定向、机侧变流器基于发电机转子磁链定向的背靠背双PWM协调控制结构.最后通过仿真验证了该系统的最大功率跟踪特性,并就仿真中PI参数设置的关键问题进行了说明,可有效防止转速比较控制中的转矩冲击问题.     

基于扰动观测器的永磁同步发电机最大功率跟踪滑模控制

本文设计了一款基于扰动观测器的滑模控制(perturbation observer based sliding-mode control, POSMC)来实现永磁同步发电机(permanent magnetic synchronous generator, PMSG)的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT).首先,将发电机非线性、参数不确定、以及随机风速聚合成一个扰动,并通过扰动观测器对其进行在线估计.随后,采用滑模控制(sliding-mode control, SMC)对该扰动估计进行实时完全补偿,从而实现不同工况下的控制全局一致性以及各类不确定环境下的鲁棒控制.同时, POSMC采用扰动实时估计值进行补偿来代替传统SMC中所使用的扰动上限值进行补偿,因此可有效解决传统SMC过于保守的缺点,使得控制成本更为合理.最后, POSMC无需精确的PMSG模型,仅需测量d轴电流和机械转速,易于实现.本文进行了3个算例研究,即阶跃风速、随机风速和发电机参数不确定.仿真结果表明,与矢量控制(vector control, VC)和SMC相比, POSMC在各类工况下均可捕获最大风能并具有较强的鲁棒性.基于d Space的硬件在环实验(hardware-in-loop, HIL)验证了所提算法的可行性.     

Maximum power point tracking (MPPT) system of small wind power generator using RBFNN approach

A novel approach of combination of radial basis function neural network (RBFNN) and particle swarm optimization (PSO) is proposed to achieve the maximum power point tracking (MPPT) in this study. The measured data of the small wind generator (250 W), including wind speed, generator speed and output power of wind power generator, are applied to estimate the wind speed and output power by the proposed wind speed ANN_wind and power estimation ANN_Pe-PSO modules, respectively. Using the predicted results by the two modules of Matlab/Simulink, the MPPT point can be obtained by manipulating the generator speeds. The experimental results show that the proposed RBFNN-based approach can increase the maximum output power of the wind power generator even if the wind speed and load varies.     

模糊RBF太阳电池最大功率点跟踪算法

为了有效地利用太阳能,提高光伏发电系统的效率,通过分析太阳电池输出特性和最大功率点跟踪原理,结合模糊控制算法、神经网络与比例—积分—微分(PID)算法的优势,提出一种模糊径向基函数(RBF)神经网络的太阳电池最大功率点跟踪算法。利用模糊RBF神经网络对PID控制器的控制参数进行自适应整定,从而精确调节光伏电池变换器的功率开关占空比,达到太阳电池最大功率点跟踪控制。仿真与实测结果表明:算法能有效提高系统的响应速度、自适应能力。     

Maximum power point tracking （MPPT） control of a photovoltaic system based on dual carrier chaotic search

The output power of the photovoltaic (PV) array changes with the change in external environment and load.Therefore,maximum power point tracking (MPPT) technology is needed to maximize the efficiency of...     

基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向跟踪算法

针对在空域非均匀噪声环境下目标定位跟踪问题,提出一种基于单声学矢量传感器的最大能量动态声源波达方向(DOA)跟踪算法.首先结合噪声协方差矩阵估计结果实现对传感器接收信号的预白化处理,进而确定加权参数值,提出一种加权参数固化的最大能量算法,从而在声压与振速域噪声功率比未知的条件下提高了DOA估计精度.在此基础上,利用最大能量定向估计子输出信息来构建运动目标的量测方程,并在容积Kalman滤波框架下实现对于动态声源的状态跟踪.理论分析与仿真结果验证了算法的可行性和有效性.     

Intelligent maximum power tracking control of a PMSG wind energy conversion system

A comparative control study for a maximum power tracking strategy of variable speed wind turbine is provided. The system consists of a direct drive permanent magnet synchronous generator (PMSG) and an uncontrolled rectifier followed by a DC/DC switch‐mode step down converter connected to a DC load. The buck converter is used to catch the maximum power from the wind by generating an efficient duty cycle. Distinct Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithms are analyzed and compared: a classical Proportional‐Integral controller (PI) and two based Fuzzy Logic Controllers (FLC), including a conventional Fuzzy‐PI and an Adaptive FLC‐PI. The main aim of the presented study is to develop an advanced control scheme for wind generators to ensure a high level operating of the system and a maximum power extraction from the wind. This is achieved by analyzing the behavior of the system under fluctuating wind conditions employing Matlab Simpower Systems tool. Simulation results confirm that the Adaptive FLC‐PI controller algorithm has better performances in terms of dynamic response and efficiency especially in comparison with the ones of a PI controller under variable wind speed.     

基于单周期控制的无桥Cuk PFC变换器的设计

针对功率因数校正变换器的电路结构含有低频整流桥导致效率很低的问题,Boost PFC变换器只能升压不能降压的特点,提出一种无桥Cuk PFC变换器,可以将高电压转换为低电压,并提高变换器的功率因数。针对变换器在输入电压的扰动抑制能力差、动态响应速度慢等问题,提出单周期控制方法提高变换器抑制输入扰动和动态响应速度。介绍了单周期控制的无桥Cuk PFC变换器控制方程推导和控制电路的设计,使用MATLAB/Simulink对变换器运行过程进行仿真,从结果可以看出单周期控制方法的无桥Cuk PFC变换器能够实现良好的功率因数校正,减少变换器的损耗,实现良好的电源干扰抑制。