基于PSoC的太阳能MPPT系统控制器设计

为了实现对光伏发电照明系统能量的优化管理,提高能量利用效率,设计了基于可编程片上系统(PSoC) CY8C29466的光伏能量管理控制系统.系统对太阳能电池的功率输出采取了最大功率点跟踪控制(MPPT),一定程度上提高了光伏系统的输出效率.在蓄电池充放电过程中,采取了断开回路、连接负载的检测方法,实现了对蓄电池容量的准确检测,有效的防止了蓄电池过充、过放的发生,延长了其使用寿命.系统后期测试数据表明,基于PSoC的光伏能量管理系统可以对太阳能电池的输出和蓄电池的充放电进行有效控制,具有广泛的应用前景.     

太阳能光伏发电最大功率跟踪控制器的研究

针对目前太阳能发电系统效率低、铅酸蓄电池使用寿命短等问题,利用微控制器MC9S08QG8设计一种太阳能控制器。该控制器采用升降压式DC/DC转换电路、利用电压扰动法实现最大功率点跟踪,使太阳能电池始终保持最大功率输出;控制器还能实时测量蓄电池的端电压,对蓄电池进行充放电保护。该控制器软硬件结合、可靠性高,提高了太阳能发电系统的效率,延长了蓄电池的使用寿命。     

海流能发电系统的最大功率跟踪控制研究

在海流能发电系统最大功率跟踪控制理论的基础上,设计了基于Buck-Boost型直流变换器的功率调节装置和采用功率、电流双闭环的控制系统。在Matlab/Simulink环境下进行了整机的建模和仿真研究,验证了模型和控制系统的正确性及有效性。搭建了试验平台,对海流能发电系统进行了试验研究,通过空载试验修正了最大功率曲线,通过最大功率跟踪试验获得了系统的静态功率跟踪结果,试验结果证明所设计的功率调节装置和控制系统能很好地跟踪最大功率点运行,实现系统最大功率输出。     

基于BP神经网络光柴孤网运行优化控制研究

摘要： 光柴互补发电独立微电网系统,主要包括：光伏电池组发电、柴油机发电和负载等,光伏发电模型采用MPPT控制。在确保光伏最大功率输出的基础上,对原动机及其速度/功率反馈系统、同步发电机及其励磁控制系统进行分析,建立相应的数学模型。设计基于BP神经网络算法PID控制器,控制原动机的转速调整其输出功率,维持微网系统频率的恒定。仿真结果表明：该控制策略实现光伏最大功率输出,提高太阳能利用率。同时,保证微网系统的频率恒定。     

基于MSP430单片机的风光互补控制器设计

为了提高风光互补发电系统的效率及可靠性,以MSP430F149单片机为核心设计了一个小功率风光互补发电智能控制器,该控制器具有最大功率点跟踪(MPPT)、能量的协调控制以及蓄电池的智能充放电等功能。在试验室平台搭建了以该控制器为核心的200 W风光互补发电系统模型,并利用Matlab对系统进行了仿真,仿真和试验测试结果均达到预期效果,表明该控制器具有现实的应用价值及意义。     

风光互补发电系统的协调控制

通过对风光互补发电系统能量流动和运行特性的分析,归纳总结出系统的4种运行模式和15种工作状态,提出了一种包括最大功率跟踪控制、负载功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和系统保护运行等控制策略的协调控制方案。该控制方案根据气象条件、负载和蓄电池工况,进行不同运行模式和工作状态之间的转换,并完成相应的控制策略,从而实现风光互补发电系统的优化及可靠运行。仿真结果验证了该文所论述协调控制方案的正确性和可行性。     

海流能发电系统的负载控制仿真研究

基于海流能发电系统最大功率跟踪控制理论,设计以二极管整流-斩波-逆变结构为主电气结构的小功率等级海流能发电系统。系统负载控制器输出PWM信号调节DC/DC变换器,即调节系统负载特性,使得叶轮转速跟踪最优转速,实现系统最大功率跟踪控制运行。在系统数学模型的基础上,搭建Matlab环境下的系统仿真模型并进行仿真分析,仿真结果显示,系统具有良好的动态特性,通过调节负载大小的方法,叶轮实际捕获功率可较好地跟踪理论最大功率,实现系统最大功率输出。     

神经网络反推控制在光伏系统最大功率点跟踪中的应用

针对太阳电池输出最大功率受到光照强度和温度等因素影响的问题,提出一种基于神经网络反推控制技术的最大功率点跟踪方法。首先利用神经网络求取最优直流母线参考电压,设计反推控制实现光伏发电系统最大功率点跟踪和单位功率因数并网。然后,利用神经网络对光伏发电系统的不确定性部分进行补偿,消除非线性模型的不确定性部分的影响。最后,利用Liyapulov稳定性理论证明了神经网络反推控制器的稳定性。实验结果表明该方法能同时实现光伏发电系统的最大功率点跟踪和单位功率因数并网,具有良好的抗干扰能力。     

独立式风光储系统联合控制策略

针对远离大电网偏远地区采取分布式能源发电的低稳定性和低效率等问题,提出了风光储独立系统的联合控制策略,该策略结合系统功率平衡和蓄电池充放电状态设计工作模式转化控制器进行联合控制.风力和光伏系统的最大功率点跟踪控制(MPPT)采用改进传统变步长扰动观测算法(P&O);负载功率跟踪控制(LPTC)基于功率平衡梯度电压迭代法...     

含多微源的微网并网控制运行特性研究

文章以永磁同步风力发电机、光伏发电系统、蓄电池储能系统建立了混合微网结构模型。为了充分发挥各微源的优势并保证微网的供电质量,对各微源控制器采用不同控制策略进行。对风力发电系统采用改进PQ控制、光伏发电DC/DC变换器进行最大功率跟踪法控制以及蓄电池采用定直流电压控制来维持直流母线电压。文章基于PSCAD/EMTDC软件对系统不同运行工况进行仿真,结果表明控制策略具有正确性及可行性。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

电化学储能电站NPC三电平变流器仿真建模研究

利用仿真软件及实验设备对中点钳位型（NPC）三电平储能变流器进行研究。首先建立1500 V高压直流储能系统,其能量密度、功率密度、系统循环效率较高,且成本和占地面积较低,正逐渐成为主流;然后建立单台NPC三电平变流器（PCS）模型,结合储能系统、滤波电路、变压器等形成电站基本结构,并将多台设备并联建立储能电站模型;最后通过dq坐标系全解耦控制策略实现对PCS输出功率的控制,从而实现与电网的功率互动。仿真和实验结果表明,储能电站可迅速切换充、放电工作状态,并准确跟踪目标功率,输出波形良好、畸变率低的并网电压,从而实现对电网的调节。     

基于二阶滤波的混合储能系统能量管理控制策略

针对由超级电容器与蓄电池储能构成的混合储能系统,提出一种基于改进型二阶滤波功率分配的荷电状态（state of charge,SOC）恢复控制策略。首先,分析传统一阶低通滤波算法的功率分配过程,构造具有功率误差反馈环的二阶滤波传递函数,消除传统一阶低通滤波器在响应高频功率指令时的积分作用,改善混合储能系统对目标功率指令的跟踪控制效果。然后,以归一化后的混合储能系统SOC为控制指标,制定滤波时间常数新型调整规则,动态优化混合储能系统功率分配指令。仿真结果表明,该控制策略可有效平抑风电并网功率波动,最大化利用超级电容储能可用容量,同时延长蓄电池使用寿命。     

Design of a grid-connected PV system with hybrid energy storage

由于国内的储能技术起步较晚,分布式电源中应用单一储能介质很难满足系统运行要求.基于某公司的光伏储能并网系统示范项目,以具有快速响应特性的超级电容器和具有大容量储能特性的锂离子电池为混合储能系统,以储能控制器为控制核心统一协调控制,使电能以可控功率按需送入电网.该系统可有效提高储能系统的功率输出能力,优化储能系统的充放电过程,延长储能电池的使用寿命,具有良好的应用及推广价值.     

储能电站作为系统辅助启动电源的建模研究

随着储能技术的发展和储能电站规模的不断增加,系统大停电后可考虑储能电站作为系统辅助启动电源以协助系统的恢复,考虑铅蓄电池、磷酸铁锂电池、全钒液流电池和钠硫电池为主要储能电站电池类型,根据蓄电池组放电功率和放电持续时间的幂次函数关系建立不同电池类型储能电站放电模型,储能电站放电模型和经济模型一起构成系统辅助启动电源模型,进而在系统辅助启动电源模型的基础上,以给定恢复时间内系统恢复的功率最大为目标函数,提出了考虑系统辅助启动电源的黑启动方案优化模型,并通过savnw23节点系统算例验证了储能电站作为系统辅助启动电源的可行性和黑启动方案优化模型的正确性。     

A comprehensive review on energy management strategies of hybrid energy storage system for electric vehicles

The attention on green and clean technology innovations is highly demanded of a modern era. Transportation has seen a high rate of growth in today's cities. The conventional internal combustion engine‐operated vehicle liberates gasses like carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, and water, which result in the increased surface temperature of the earth. One of the optimum solutions to overcome fossil fuel degrading and global warming is electric vehicle. The challenging aspect in electric vehicle is its energy storage system. Many of the researchers mainly concentrate on the field of storage device cost reduction, its age increment, and energy densities' improvement. This paper explores an overview of an electric propulsion system composed of energy storage devices, power electronic converters, and electronic control unit. The battery with high‐energy density and ultracapacitor with high‐power density combination paves a way to overcome the challenges in energy storage system. This study aims at highlighting the various hybrid energy storage system configurations such as parallel passive, active, battery–UC, and UC–battery topologies. Finally, energy management control strategies, which are categorized in global optimization, are reviewed. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

Inhibition of wind power fluctuations of battery energy storage system adaptive control strategy design

为了增加电池储能系统针对大规模风电并网对电网系统的友好性,降低风电功率波动对电网的不利影响,本文提出以电池荷电状态和风电功率为反馈量,改变平抑时间常数和电池储能系统充放电目标功率为目标的平抑风电功率波动的自适应控制策略。经仿真验证,上述策略能有效避免电池的荷电状态大幅波动,延长电池使用寿命,从而减小电池储能系统的安装容量,最大限度地发挥电池储能系统的作用。     

光储联合电站建模与仿真

为解决光伏电站发电的波动性与不稳定性,介绍了光伏电站与全钒液流电池储能电站联合运行的系统结构,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了光伏电池、光伏控制系统、全钒液流电池及其控制系统的电气模型,对并网及故障模式下光储联合电站系统的运行情况进行了仿真研究。结果表明,光储联合电站运行时储能系统能很好地平抑光伏电站的输出功率波动,故障模式下能维持光伏电站的稳定运行。全钒液流电池储能电站可提高光伏电站运行的经济性与可靠性,同时增强了光伏电站输出的可预测性。     

Optimal sizing of battery storage for hybrid (wind+diesel) power systems

Hourly mean wind-speed data for the period 1986–1997 [except the years 1989 (some data is missing) and 1991 (Gulf War)] recorded at the solar radiation and meteorological monitoring station, Dhahran (26°C 32′ N, 50° 13′ E), Saudi Arabia, have been analyzed to investigate the optimum size of battery storage capacity for hybrid (wind+diesel) energy conversion systems at Dhahran. The monthly average wind speeds for Dhahran range from 4.12 to 6.42 m/s. As a case study, the hybrid system considered in the present analysis consists of two 10 kW Wind Energy Conversion Systems (WECS), together with a battery storage system and a diesel back-up. The yearly and monthly average energy generated from the above hybrid system have been presented. More importantly, the study explores the impact of variation of battery storage capacity on hybrid power generation. The results exhibit a trade-off between size of the storage capacity and diesel power to be generated to cope with specific annual load distribution [41,500], and for given energy generation from WECS. The energy to be generated from the back-up diesel generator and the number of operational hours of the diesel system to meet a specific annual electrical energy demand have also been presented. The diesel back-up system is operated at times when the power generated from WECS fails to satisfy the load and when the battery storage is depleted. The present study shows that for economic considerations, for optimum use of battery storage and for optimum operation of diesel system, storage capacity equivalent to one to three days of maximum monthly average daily demand needs to be used. It has been found that the diesel energy to be generated without any storage is considerably high; however, use of one day of battery storage reduces diesel energy generation by about 35%; also the number of hours of operation of the diesel system are reduced by about 52%.     

Operation control of photovoltaic/diesel hybrid generating system considering fluctuation of solar radiation

The exhaust gas emission from marine diesel engines is one of the major environmental issues. The authors have been studying the use of photovoltaic energy for the electric power system on ships. This paper proposes an operation control of a photovoltaic/diesel hybrid generating system for a small ship in consideration of the fluctuating photovoltaic power due to solar radiation. The aim of the control is to minimize the fuel consumption and storage capacity of the battery. The validity of the proposed control method is shown by the numerical simulation based on the experimental data of a photovoltaic system.