高效光伏充电控制器的研究

针对光伏电池一蓄电池能源系统充电的特点,设计了一种基于DSP的充电控制器。该控制器体积小,可靠性高,功能强,采用Cuk电路,对蓄电池采用三阶段充电控制策略,在快充阶段实现了基于导纳增量法的光伏电池最大功率点跟踪（MPPT）,在过充和浮充阶段,实现了基于比例积分PI调节的带有温度补偿的恒压充电。实验结果表明,MPPT时能快速跟踪外界条件的变化,且稳态振荡小,提高了光伏电能的利用率;过充和浮充时电压精度高,可延长蓄电池的使用寿命。     

光伏发电系统充电控制策略研究

提出了一种适用于光伏发电系统的铅酸蓄电池充电控制策略,系统采用DSP数字信号处理器,实现了最大功率点跟踪(maximumpowerpointtracking,MPPT)的充电控制。实验结果表明,本系统充分利用了光伏阵列的输出功率,缩短了过充阶段时间,提高了充电效率,克服了大多数光伏系统中蓄电池欠充的缺陷,延长了铅酸蓄电池的使用寿命。     

太阳能LED照明系统充电控制器设计

设计一种太阳能LED照明系统充电控制器,既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电提高约16%。该充电控制器既实现了太阳能的有效利用,又延长了蓄电池的使用寿命。     

基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计

研究了基于Zeta/Sepic双向变换器的光伏半导体发光二极管(LED)照明系统,提出一种充电控制算法,其既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性;设计一种基于HV9930控制芯片的LED恒流驱动电路。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电显著提升,LED驱动电路恒流效果好。     

独立光伏系统用蓄电池充放电策略的设计

在独立光伏系统中,蓄电池充/放电控制效果的好坏在很大程度上会影响光伏产业的发展。本文以目前独立光伏系统主流使用的阀控铅酸蓄电池（VRLA）为研究对象,在考虑系统的性能和成本的基础上,对蓄电池的充/放电和维护等进行了研究。在充电阶段,采用分段设定参考电压的方式实现对电池状态的判断,共分了6个阶段,存在着最大功率点跟踪（MPPT）、恒流充电、恒压充电、浮充和停止充电等5种状态。实验表明该充电策略能在充分利用太阳能的同时提高蓄电池的荷电状态。     

独立光伏照明系统中的能量管理控制

该文研究-种新颖的光伏照明能量管理系统,它包括了太阳能最大功率点跟踪（Maximum power point tracking,MPPT）和蓄电池充电分段控制的能量管理策略.在充电过程中,不同的光照和温度条件下,充电电路能自动调整使太阳能电池始终工作在最大功率输出状态.控制器还根据环境温度和蓄电池端电压选择适当的充电方式,蓄电池将充满时,控制器会自动调整成为过充和浮充方式,从而能有效地延长蓄电池的寿命.配合专门设计的高频电子镇流器,该系统还使用了高压钠灯作为照明光源,有效提高了照明效率.试验结果表明,此独立光伏照明系统具有高效、稳定的特点.     

独立光伏LED照明系统研究与设计

针对传统照明控制装置充放电路分开设置存在结构复杂、可靠性差、效率低等问题,研究了基于Zeta/Sepic双向变换器的光伏LED照明系统;提出了一种充电算法,其既能实现光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件;设计了一种基于HV9930控制芯片的LED恒流驱动电路。实验结果表明:控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压和浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电提升显著,LED驱动电路恒流效果好。     

太阳能LED路灯照明系统的研制

开发了一种新型太阳能LED路灯照明系统。依据太阳能电池、蓄电池和大功率LED的特性,设计了充放电电路。为了减小功率损耗,充电电路采用了同步Buck结构;并采用IR2103实现了同步Buck两个开关管的有效驱动。放电电路采用恒流控制以获得LED的最大发光效率。采用单片机ATMEGA16实现充放电控制;并与上位机之间实现了数据通信,以便于系统的调试和维护。提出了通过追踪太阳能电池对蓄电池的最大充电电流来实现太阳能最大功率点跟踪(MPPT)的方法,并根据蓄电池的状态分别采用了MPPT充电、过充和浮充策略。长期测试结果表明:系统运行稳定,充放电状态正确,数据通信正常,充电效率约为86%。对比试验验证了所提MPPT算法的有效性。     

独立光伏系统中浮充控制的模型分析与应用

独立光伏系统中,铅酸蓄电池临界饱和状态下的浮充控制是影响蓄电池使用寿命的主要因素之一。针对该问题,对浮充控制技术展开研究,分别对被控系统中阀控铅酸蓄电池和Buck充电电路建立动态模型,在此基础上设计了一套以PWM为控制手段的PI浮充控制器,并搭建了充电实验系统进行验证。实验结果表明,该浮充控制系统能够有效地防止由于光照强度突变引起的过充现象,快速地稳定充电输出电压,对蓄电池持续进行涓流充电,保证了充电系统蓄电池容量的饱荷。     

偏远牧区禽舍用自跟踪式光伏发电系统的设计

为了解决偏远牧区畜禽舍供电问题以及有效提高太阳能利用率,设计并实现了一种基于模糊控制与新型扰动观察法组合式MPPT的二维自跟踪式太阳能离网型光伏发电系统.该系统以STM32F103C8T6为主控核心,利用组合式MPPT算法来追踪光伏电池板最大功率点并结合融合智能MPPT充电、恒压充电和浮充电三个阶段的充电方法来提高铅酸蓄电池充电速度和系统发电效率;创新性地设计了可在室外恶劣环境运行的光伏电池板倾斜角自动跟踪太阳光装置,实现了光线垂直照射光伏板的目的.实验数据和仿真结果表明:采用组合式MPPT控制策略可有效应对外界温度、光照突变且在标准状况下其追踪功率准确度为99％.结论表明:该系统能满足偏远牧区畜禽舍供电需求且工作可靠,有效降低饲养成本.     

Design of a P-&-O algorithm based MPPTcharge controller for a stand-alone200W PV system

Solar cells convert sun light into electricity, but have the major drawbacks of high initial cost, low photo-conversion efficiency and intermittency. The current-voltage characteristics of the solar cells depend on solar insolation level and temperature, which lead to the variation of the maximum power point (MPP). Herein, to improve photovoltaic (PV) system efficiency, and increase the lifetime of the battery, a microcontroller-based battery charge controller with maximum power point tracker (MPPT) is designed for harvesting the maximum power available from the PV system under given insolation and temperature conditions. Among different MPPT techniques, perturb and observe (P&O) technique gives excellent results and thus is used. This work involves the design of MPPT charge controller using DC/DC buck converter and microcontroller. A prototype MPPT charge controller is tested with a 200 W PV panel and lead acid battery. The results show that the designed MPPT controller improves the efficiency of the PV panel when compared to conventional charge controllers.     

基于最优梯度的滞环比较光伏最大功率点跟踪算法

光伏电池的输出功率特性随着外界环境的改变而变化.为使光伏阵列得以高效利用,需要对光伏并网系统进行最大功率点跟踪.提出了一种滞环比较法和最优梯度法相结合的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,它很好地克服了最大功率点跟踪过程中的振荡和误判问题.为了验证该算法的有效性,在 PSCAD/EMTDC 软件平台上搭建了三相单级式光伏并网仿真系统,对常规的定步长扰动观察法和改进算法进行了仿真对比分析.结果表明:改进后的 MPPT 算法能有效消除直流电压的扰动纹波;当外界环境突变时,系统能快速稳定在新的最大功率点.     

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...     

基于功率回馈的光伏系统MPPT控制器研究

针对传统光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)技术变负载和环境条件下太阳能利用率低的缺点,根据光伏电池的动态输出特性以及闭环MPPT技术,在对MPPT控制器光伏电池组件进行理论和实验分析的基础上构建了Boost MPPT硬件电路,搭建了光伏发电系统试验台,设计了基于无损功率回馈法的MPPT控制器,进行了该控制策略与传统控制策略的传输效率对比研究,并将这种改进策略应用在光伏发电的最大功率追踪系统中。实验结果证明了该控制方法在提高变换器传输效率方面的作用及其在光伏系统应用中的优势。     

基于直线近似和扰动观察的MPPT算法研究

针对光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)问题,基于光伏电池的等效电路,分别建立最大功率点电压与光伏电池温度和日照强度之间的近似直线模型,提出一种直线近似法和扰动观察法相结合的新型MPPT算法。该算法通过采集的光伏电池温度和日照强度确定近似直线模型的最大功率点电压,进而使光伏电池调整到最大功率点附近,再通过小步长的扰动观察法精确跟踪到光伏电池的最大功率点。仿真测试结果验证了该算法能准确估算最大功率点电压,并能快速、高效地跟踪到光伏电池最大功率点。     

A high performance maximum power point tracker for PV systems

The solar cell characteristics are non-linear and largely influenced by solar radiation, temperature and load condition. The power output of a PV array changes with varying temperature and irradiation. A maximum power point algorithm is investigated to obtain maximum power from a PV array on varying operating conditions. So far various methods have been proposed to achieve the maximum power from PV module. The incremental conductance (INC) and perturb and observe (P&O) algorithm are more noteworthy. In this paper two high performance and simple maximum power point tracker (MPPT) are proposed. These algorithms are modified P&O and INC algorithms. These modified algorithms are capable to track maximum power under rapidly changing atmospheric conditions with higher accuracy than their conventional methods. They increase the harvested power from PV array and thus improve the efficiency of MPPT algorithm. The algorithms using a high step-up-DC/DC converter are implemented on MATLAB/SIMULINK tool. The results demonstrate a good performance and accurate tracking under rapidly changing atmospheric conditions.     

一种新型光伏发电系统最大功率跟踪算法

光伏发电系统的功率输出呈非线性,为有效利用太阳能,对光伏发电进行最大功率追踪显得尤为重要。论述了光伏发电系统输出特性和最大功率跟踪的原理,并提出一种改进的新型最大功率点追踪控制算法,即3段变步长爬山法。通过与自适应爬山法的对比实验表明,这种算法控制特性良好,能快速稳定跟踪太阳能的最大功率点,提高能量转换效率。