基于单输入多输出推挽变换器的光伏均衡器

组件串联型光伏系统(包括集中式、组串式、多串式等)由于局部阴影遮蔽常导致组件失配,从而造成较大的发电量损失。光伏均衡器能够在不改变现有光伏系统架构的前提下,通过并联电力电子变换器处理失配条件下的差分功率,从而实现所有组件工作在其最大功率点附近,因而可以大大提升光伏系统在失配条件下的发电量。提出了一种基于单输入多输出推挽变换器的光伏均衡器,该拓扑具有结构简单、开关器件少等优点。首先对光伏组件的遮蔽问题进行了介绍,并对光伏均衡器的原理进行了阐述;继而对所提出的光伏均衡器系统的拓扑结构及工作原理进行详细的分析说明;最后对所设计的光伏均衡器进行仿真验证。仿真结果表明,所提出的光伏均衡器能够大幅提升光伏系统在失配条件下的发电量,最大提升量可达41.4%。     

局部阴影条件下基于MMC换流器的光伏并网

提出了局部阴影条件下基于模块化多电平(MMC)的光伏并网系统,并设计了该系统的控制策略。光伏阵列经DC-DC变换电路调节后并入电压源型换流器,构成子模块PSM,子模块PSM和电抗器串联组成MMC。控制系统包括启停控制、最大功率点控制以及并网控制。启停控制,在能量反馈阶段采用直流电压控制策略,在电容放电阶段采用三相同时放电策略;最大功率点跟踪控制采用扰动观测法。利用Matlab/Simulink对光伏并网系统进行仿真,仿真结果表明:该系统能提高太阳能利用率,降低并网输出波形的谐波含量,实现功率独立控制。     

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。     

上翘控制的ISOP变换器

针对输入串联输出并联(ISOP)变换器各模块功率分配不均衡问题,设计了基于输入与输出电压以及输出电压与输出电流的上翘控制ISOP变换器。进行了小信号建模及稳定性分析,并在Matlab仿真软件下进行了仿真验证。     

基于改进微扰观察法的最大功率跟踪系统的实现

为了提高光伏系统的效率,需对光伏阵列进行最大功率点的跟踪控制.根据太阳能光伏阵列的输出特性,在传统微扰观察法的基础上采用了一种新的变步长的改进算法进行最大功率点跟踪,克服了定步长跟踪的弊端.利用AVR单片机设计了一台具有最大功率点跟踪功能的光伏发电电源系统,并对其进行了仿真.结果表明,该改进算法能够有效提高系统对光伏阵列的最大功率点跟踪的效率,说明该系统具有一定的实用性.     

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.     

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.     

基于自适应占空比扰动的MPPT算法研究

光伏发电系统的效率很大程度上决定于其最大功率点跟踪.在Matlab/Simulink环境下,对光伏电池进行建模,通过模拟任意太阳辐射强度和环境温度,建立光伏模块特性曲线.并采用Boost电路作为DC-DC变换器完成阻抗变换,在对常规占空比扰动的MPPT算法研究基础上,提出一种自适应占空比扰动的MPPT算法.实验结果表明,改进后的算法在动态和稳态响应上都得到了有效的改善,提高了系统的效率.     

开关变换器多频率控制方法研究

提出并研究了一种新颖的开关变换器控制方法——多频率(multifrequency)控制方法。该方法在每一个开关周期结束时刻采样输出电压,对其所处的电压区间进行判断,并由此采用相应频率的不同控制脉冲对开关变换器进行控制,以调整变换器输出电压。多频率控制方法具有控制算法简单、开关变换器稳定性好、瞬态响应速度快、电磁干扰噪声小、轻载效率高等优点。相比于双频率控制,多频率控制不仅可以拓宽开关变换器输出功率范围,还可以降低开关变换器输出电压纹波。实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于功率控制的三相SVPWM并网光伏系统

为了实现光伏系统的最大功率输出和并网运行并改善其输出特性,提出了一种基于SVPWM调制的逆变器功率控制方法.该方法采用双闭环控制,以光伏阵列输出的最大功率作为逆变器功率外环的参考输入量,实现最大功率注入电网;逆变器控制内环为电流环,用于控制系统注入主电网的电流品质,同时实现对逆变电路的电流保护.实验结果表明,该控制方法的控制效果优良,具有功率跟踪精度高、电流畸变小的特点,能够提高光伏并网系统的功率转换效率.     

基于Boost电路单相两级式光伏并网发电系统的研究

传统上光伏并网发电大都采用工频或者高频变压器,但他们都有一些缺点。而非隔离型两级式光伏并网逆变器的应用可以尽可能地提高光伏并网系统的效率和降低成本,前级boost电路不仅能够提高最大功率跟踪(MPPT)的精度,而且又能使网侧逆变器较好的控制直流母线电压。后级逆变主要作用是实现对电网的跟踪控制确保逆变电路输出稳定、高质量的正弦变流电,因此采用电压外环、电流内环的双闭环控制。这种控制系统前级的最大功率点跟踪和后级的并网是互不干扰、相互独立的,不仅提高了系统控制可靠而且更有利于系统的模块化设计与集成。在Matlab/simulink建仿真模型,证明了该逆变系统的可行性并且达到了并网的要求。     

基于改进MPPT算法的光伏并网系统研究

光伏并网逆变器是光伏发电系统中重要环节,为使逆变过程中光伏电池输出功率最大,需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪.常用最大功率跟踪方法会产生误判现象,不仅会降低光伏电池能量转换效率,而且还会造成并网电流产生畸变.针对上述问题,笔者改进了传统扰动观察法,提出了一种改进型MPPT算法,并在Matl ab/Simul ink环境下搭建了含有Boost电路的两级式光伏并网逆变器系统.仿真实验表明,含有改进型MPPT的光伏并网逆变器能够有效提高光伏电池输出功率.     

基于前馈和PI控制的光伏离网逆变器的研究

针对一般PI控制存在测量干扰的问题,设计了带有前馈补偿器和电流反馈PI补偿器控制的微型光伏离网逆变器. 利用状态空间平均法建立理想反激转换器的小信号数学模型,给出了输入与输出之间的传递函数;设计了带有前馈补偿器和PI控制器的微型光伏离网逆变器控制算法. 为了验证提出的算法,通过微控制器实时对光伏电池板电压、交流输出电流、交流输出电压进行采样和计算,生成SPWM波形并驱动开关管来实现DC-DC升压变换和DC-AC变换,得到较为稳定的正弦输出. 对实验得出的结果进行分析,充分验证了控制算法的有效性和可行性.     

基于分段控制的光伏全工况MPPT研究

光伏(PV)阵列输出特性随运行环境及自身工况的变化而变化.为满足不同工况下最大功率点跟踪(MPPT)控制需求,在对光伏阵列各工况下输出特性进行分析的基础上,提出了一种改进量子粒子群算法(QPSO)与扰动观察法相结合的MPPT分段控制方法.在跟踪控制初期,采用非一致性自适应变异DCWQPSO算法进行最大功率点全局搜索,使功率点快速收敛至最大功率点附近,提高跟踪速度;在跟踪控制后期,采用闭环模糊控制扰动观察法进行最大功率点局部搜索,提高跟踪精度.Matlab仿真结果表明,该分段控制方法在光伏阵列各工况下仅需0.32 s即可完成MPPT,并保持稳定,比其他控制方法具有更快的跟踪速度及更高的跟踪精度,可有效提高光伏发电效率.     

两级式三相光伏并网系统的MPPT控制策略

基于Matlab／Simulink仿真建立了两级式三相光伏并网系统,以研究最大功率点跟踪（MPPT）控制策略．前级DC／DC变换器采用扰动观察法实现MPPT,后级逆变电路采取电压外环、电流内环的双闭环PI控制,以稳定直流母线电压,实现网侧电流的跟踪控制．仿真结果表明,采用的MPPT控制策略具有良好的动态响应性能,且能较好地稳定直流母线电压．     

光伏发电系统暂态特性仿真

针对光伏发电系统暂态稳定性差的问题,在PSCAD/EMTDC环境中建立了光伏发电系统的电磁暂态仿真模型,并基于该模型分析了三相短路故障和光照强度跃变等条件下光伏发电系统的暂态响应特性.研究光伏发电系统的物理模型,并建立由光伏阵列、最大功率跟踪模块、升压电路和三相并网逆变器等组成的光伏发电系统动态仿真模型.仿真对比分析了不同运行条件下的光伏逆变器输出有功功率、电压以及电流的暂态特性,结果表明逆变器输出功率和电流会随着光照强度变化而平滑地改变,短路故障则会引起电压跌落和瞬态过电流.     

基于准Z源逆变器的光伏发电系统的双滑模变结构控制

准Z源逆变器作为一种新型的电路拓扑结构,除了具有Z源逆变器多种优点外,还可以降低逆变器的电压电流额定值,使逆变器的输入电流更加连续.分析了双滑模变结构控制设计方式的优点.在光伏发电部分加入滑模变结构控制,能够更加快速跟踪光伏输出电压,从而达到跟踪最大功率点的目的;在光伏并网逆变器部分加入滑模变结构控制,能有效提高系统的鲁棒性和并网电能质量.最后,通过仿真模型验证了所建模型的准确性以及控制系统的有效性.