局部阴影条件下光伏发电MPPT的研究

针对光伏发电系统传统的最大功率点跟踪算法在局部阴影下发生算法失效、功率损失较大以及无法准确找到最大功率点等问题。通过局部阴影下光伏阵列的理论分析,在Matlab/Simulink环境下搭建3.5kW单级式光伏并网逆变器仿真模型,并基于粒子群算法的全局最大功率点跟踪控制策略,对局部阴影遮蔽下的光伏阵列进行最大功率点跟踪,采用Matlab/Simulink仿真软件,对局部阴影条件下光伏阵列MPPT进行仿真研究。仿真结果表明,当不均匀光照发生时,光伏阵列输出功率曲线存在若干个局部最大功率点LMPP1、LMPP2、LMPP3,随着不均匀光照对象的增加,功率曲线的"阶梯状"越来越明显,光伏阵列特性受其影响越来越大。因此,该控制策略能够快速准确地实现均匀光照和不均匀光照条件下的光伏阵列最大功率点跟踪,有效地提高了光伏发电效率和实际应用水平。     

一种新型光伏串联型微型变换器

针对光伏集中式大功率变换器无法追踪局部模块的最大功率,从而导致输出效率不高的问题,提出一种新的串联型微型变换器并研究其控制策略。该变换器在拓扑结构中将微型变换器的直流母线进行串联,各独立的微型变换器对光伏模块进行最大功率跟踪,从而有效提高系统的整体输出效率;通过对网侧控制算法进行改进,电压外环、电流内环分别采用准PR控制、重复控制技术,实现对电网频率推移带来的影响的有效抑制,从而提高控制精度。利用MATLAB/Simulink工具搭建串联型微型变换器和集中式变换器的仿真模型,进行相关仿真实验,其结果表明,采用改进控制算法能达到良好的控制效果,相比集中式变换器,串联型微型变换器的输出功率稳定性好、转换效率更高。     

大型光伏发电系统的并网控制技术

论述了大型光伏系统直接并入输电网的可行性．大型光伏电站接入输电网时,采用两级式变换器,前级DC／DC推挽电路实现最大功率跟踪控制;后级DC／AC采用电压型PWM逆变器,可以方便地对光伏电站进行扩容,并稳定直流母线电压,实现光伏阵列的最大功率输出．最后在MATLAB／sIMuLINK仿真平台上搭建两级式三相并网光伏发电系统仿真模型,并进行控制策略仿真．结果表明光伏并网系统能够稳定运行．     

大型光伏发电系统的并网控制技术

论述了大型光伏系统直接并入输电网的可行性.大型光伏电站接入输电网时,采用两级式变换器,前级DC/DC推挽电路实现最大功率跟踪控制;后级DC/AC采用电压型PWM逆变器,可以方便地对光伏电站进行扩容,并稳定直流母线电压,实现光伏阵列的最大功率输出.最后在MATLAB/SIMULINK仿真平台上搭建两级式三相并网光伏发电系统仿真模型,并进行控制策略仿真.结果表明光伏并网系统能够稳定运行.     

并联式支路光伏发电系统的研究与仿真

分布式光伏发电系统受安装方向和角度的影响,时刻处在不同的光照条件,采用常规的集中式、串式电气结构的发电系统容易产生热斑问题,且部分处在低光照条件的电池影响整个系统的性能,使最大功率点跟踪效率大大降低.在分析实际屋顶光照情况下,提出了一种并联式多支路分布式光伏发电系统,针对并联式多支路结构的电气特点,分析选取一种有源钳位变换器,在MATLAB环境下构建实验模型并仿真分析.仿真结果表明,该系统可有效提高系统抗阴影性能.     

光伏发电系统最大功率跟踪的研究

详细论述了断续交错双BOOST DC/DC变换器在光伏发电系统最大功率跟踪的应用。用交错BOOST电路结构能够对太阳能板萃取最多的功率和减小输出纹波,并用滑模变控制(SMC)自适应跟踪不确定光伏发电系统的最大功率点,快速达到最大功率点切面上滑动,从而使负载获得最大功率及整个控制系统在输入、输出参数扰动的情况下实现强鲁棒控制(ROBUST control)。同时通过仿真和实验验证滑模技术能在光伏交错双BOOST变换器中减小负载的纹波电流,提高光伏效率。     

一种带耦合电感和充电泵的单级式高增益光伏微逆变器拓扑

传统的双级式微逆变器通常由一级具有最大功率点跟踪功能的高增益DC-DC变换器和一级全桥逆变器串级组成。单级式微逆变器可以在一级功率拓扑中实现上述功能,因而具有结构简单、器件少的优势。然而,单级式拓扑在高增益升压、功率解耦方面给设计工作带来了挑战。提出一种带耦合电感和充电泵的单级式高增益微逆变器拓扑,引入耦合电感和充电泵实现高电压增益;利用Boost变换器与全桥逆变器共用开关管实现单级式拓扑;同时保留了高压直流母线,从而可以减小解耦电容容值。仿真和实验结果验证了该拓扑具有较高的电压增益、较小的解耦电容、高质量的正弦输出、以及较高的变换效率。     

基于最大功率跟踪控制的海流发电能量管理系统

针对海流能发电机组在低于额定流速时能量捕获效率低的问题,提出通过负载调节实现离网式海流发电机组最大能量捕获控制的方法.设计三相桥式整流-斩波为主的双直流电压变换器能量管理系统,利用升降压变换器分别实现机组功率的闭环控制和蓄电池的充放电控制.为验证该能量控制系统的有效性,对所设计的小型海流能发电样机进行系统数学模型分析,并建立系统Matlab/Simulink模型进行系统控制特性仿真研究.结果表明,采用双直流电压变换器的拓扑结构在满足蓄电池充放电控制要求的前提下可以实现机组最大功率跟踪控制.     

光伏电站优化设计与应用

以某厂区屋顶安装的分布式光伏发电站为研究对象,根据项目所在地的光照条件和所搭设光伏组件的建筑物屋顶条件,设计了最佳倾角式和平铺式两套光伏组件安装系统,并对其进行经济技术评估,通过寿命期净现值确定了两套系统的可行性,对比发电量和系统回收期,确定了最佳倾角系统更优,对发展工商业与分布式光伏发电相结合具有一定的参考价值。     

微网储能系统三电平DC/DC变换器的研究

新型光伏三电平DC/DC变换器可以满足大功率快速充放电的要求,并且可以通过多机并联,以实现超大功率的充放电需求。在介绍光伏三电平DC/DC变换器拓扑结构及运行原理的基础上,针对三电平中点电压偏移的问题,提出了一种双闭环控制策略,最后通过MATLAB仿真软件进行验证,其结果证明,该控制方法可以有效地抑制其在充放电过程中中心点电压的偏移问题,并且该变换器能够实现能量的双向流动。     

快速变化环境条件下最大功率点跟踪方法

针对光伏发电系统在光照强度、环境温度等参数改变的情况下,能够进行动态快速追踪,从而解决高效的追踪最大功率点的科学技术难题,提出一种快速变化环境条件下最大功率点跟踪方法。该方法的实现由控制系统分析实时检测到的光伏电池阵列的输出电压和电流,通过最大功率跟踪算法MPPT计算输出量,控制BOOST驱动电路中的IGBT占空比,从而改变负载特性,实现最大功率点快速、精确地跟踪。利用该方法研究开发的光伏发电系统装置,除适用于太阳能光伏发电系统光伏阵列在环境条件一定外,特别适用于光伏阵列在光照突变以及在部分遮挡(如云层、建筑物、植物等)等复杂条件下,光伏发电系统最大功率输出的工作状况。     

基于神经网络的光伏发电最大功率点跟踪算法

由于光伏阵列电压和电流的非线性,光伏发电输出能量存在最大功率点.为提高光伏发电系统的发电效率,提出了一种基于神经网络和Cuk变换器对光伏阵列最大功率点跟踪的算法.神经网络输入变量为温度和光照强度,学习算法采用梯度下降法,输出量为电压信号,用于调节Cuk变换器的开关占空比.仿真结果表明,该算法最大功率点跟踪控制精度较高,响应迅速,且系统适应性良好.     

基于PVsyst软件对合肥地区光伏建筑一体化最优角度设计

当前，国家大力推行建筑光伏一体化设计，助力碳达峰碳中和目标的实现。为了提升单位建筑面积光伏使用效率，本文以合肥地区为例，利用PVsyst软件对建筑光伏组件应用中平面光伏组件和立面光伏组件进行仿真研究，通过对比不同角度设计下光伏组件的太阳能光照辐射量和单位发电量，得到平面安装光伏组件最佳设计角度为方位角2°,倾斜角23°。立面安装光伏组件最佳方位角度为南偏西29°。最后对比最优设计角度与无角度设计光伏组件的光照辐射和发电量数据，发现最优角度设计能提高平面光伏组件6%的发电量，提高立面组件1%的发电量。     

基于双轴跟踪系统的光伏电站设计与经济效益分析

传统的光伏发电系统中光伏组件大多采用了固定式安装方式,这种安装方式影响光伏组件的发电效率,而提高系统的太阳能转换效率会对系统的发电量有非常大地提升。所以,为了解决这一问题,可以使用太阳能跟踪系统。通过对河南省许昌市地区建设太阳能房电站提供设计方案,并运用PVsyst软件仿真模拟,得出双轴跟踪系统与传统固定式光伏系统的利与弊,从而优化系统设计,最后对系统进行了经济效益分析。     

光伏扬水系统设计与测试

以2.2 k Wp光伏扬水测试系统为例,利用不同容量太阳能电池组件分别对光伏扬水系统当日出水量进行测试。实验结果表明:光伏组件的最大功率点电压和开路电压选择直接影响到逆变器的正常工作,系统扬程越大,当日累计发电量对当日出水量的影响就越大。     

单相光伏并网运行控制仿真

对单相光伏并网的运行控制进行了仿真研究。给出了单相光伏并网的主电路拓扑结构,对光伏电池的特性进行了仿真研究。通过Boost升压斩波电路和改进的扰动观察法实现了光伏阵列输出的最大功率跟踪控制。在光伏并网过程中,并网逆变器采用电压电流双闭环的控制策略来实现系统并网。仿真结果表明,在不同的外界条件下,系统均能实现并网。     

含光储系统的微电网能量协调控制策略

随着分布式光伏储能系统在电力系统中的作用的提升,光储微电网的能量管理及协调控制策略的研究尤为重要.首先,对光储微电网的控制策略进行了研究,主要从DC/DC变换器、DC/AC逆变器和光伏系统控制方式展开研究;其次,搭建了光储微电网的拓扑结构,并对系统的经济效益进行了简单分析;最后,在仿真软件中搭建光储微电网系统模型,仿真光储微电网系统在峰谷电价差机制下的储能蓄电池出力特性,验证本文所提的基于分时电价机制的功率协调控制策略在光储微电网系统中的有效性.     

基于PSCAD/EMTDC的三相光伏并网系统的建模与仿真

根据光伏电池的物理模型,以及光伏阵列在不同光照强度和环境温度下的输出特性,对基于boost电路的最大功率跟踪控制进行了理论分析及实现,讨论了三相光伏并网逆变器的工作原理,并在PSCAD／EMTDC中搭建了三相光伏并网系统．仿真结果表明,系统能够在温度和光照强度的阶跃变化下快速响应,并能够始终保持最大功率输出,验证了理论的有效性及可行性．     

基于Pspice的光伏组件热斑现象仿真

利用Psp ice电路仿真软件的编程功能以及单体光伏电池的等效电路对单体光伏电池、光伏组件进行建模和仿真,得出在不同遮挡率下单体光伏电池以及含有一个被遮挡单体光伏电池的光伏组件的伏安特性曲线.在此基础上进一步得到被遮挡单体光伏电池电压随光伏组件工作电压的变化曲线.利用仿真结果分析产生热斑现象的原理,分别提出实际使用中一个光伏组件发电系统和两个串联光伏组件发电系统热斑现象发生的可能性和条件,同时,给出光伏组件中一个旁路二极管并联单体光伏电池个数的最优数目.     

基于新型半导体的微型逆变器拓扑结构及应用

微型逆变器具备最大功率点跟踪（MPPT）控制能力,展现出更高的灵活性和稳定性,能够有效解决发电组件不平衡和不匹配问题,从而提升系统整体发电效率。总结了近期微型逆变器拓扑结构研究,并探讨了其在光伏发电等领域的应用。将微型逆变器的拓扑结构分为单级拓扑结构、直流电-直流电-交流电（DC-DC-AC）多级拓扑结构和DC-AC-AC多级拓扑结构,并对各种拓扑结构的优缺点以及对发电效率和安全性的影响进行了分析。其中,单级拓扑结构具有较高的转换效率,但结构紧凑、改进难度较高;DC-AC-AC多级拓扑结构成本较高,相关研究较少;DC-DC-AC多级拓扑结构控制简单、结构清晰易改进,是当前研究热点和微型逆变器未来发展的方向。作为能源电力和电机控制等领域的核心部件,微型逆变器具有巨大的发展潜力。随着新材料和技术的进步,微型逆变器在单机功率转换效率和控制方法方面将取得更大突破,从而进一步提升光伏发电系统的安全性和效率。