光伏并网逆变系统的MATLAB仿真研究

光伏并网发电系统是光伏发电系统发展的趋势。单极式光伏并网逆变系统具有拓扑结构简单，成本较低的有点。这种系统中只存在一个能量变换环节，太阳能最大功率点跟踪（MPPT），电网电压同步等控制目标需要考虑。本文介绍了单极式光伏系统的拓扑结构和实现最大功率的工作原理．阐述了电导增量法实现MPPT的基本思想。根据光伏系统并网发电拓扑结构，设计了一套新型的实现最大功率跟踪的单极式光伏并网逆变器，逆变器控制部分由DSP实现最大功率跟踪和输出电流跟踪控制，实现了逆变输出电流与电网同步，且高功率因数运行。仿真和实验结果表明，单极式光伏并网逆变系统能准确跟踪太阳能电池最大功率点，并具有较好的稳定性。     

遗传算法优化粒子群的分布式光伏并网控制方法研究

为了促进分布式光伏发电技术的发展、提高分布式光伏并网的发电效率和质量,提出遗传算法优化粒子群的分布式光伏并网控制方法。通过建立光伏阵列模型、可中断负荷模型和储能系统模型,完成了分布式光伏发电并网系统的能源建模。以降低节点电压偏离额定值、稳态运行有功损耗和使分布式光伏发电并网系统功率最大化为目标,构建了分布式光伏并网调控模型。采用遗传算法优化粒子群对调控模型进行求解,实现分布式光伏并网的有效控制。试验结果表明,该控制方法具有较高的控制精度和较快的响应速度,确保了配电网运行的稳定性,能够有效降低电流谐波总畸变率。该研究促进了分布式光伏发电技术的发展,为分布式光伏并网控制提供了参考。     

基于Buck变换器的光伏发电系统MPPT 控制

介绍以Buck变换器为对象的太阳能光伏发电系统。用Buck变换器实现对光伏发电系统的最大功率跟踪,采用逐次逼近法的MPPT控制策略,通过调节Buck变换器的PWM占空比输出,使得负载的等效阻抗跟随光伏电池的输出阻抗,使光伏阵列在任何条件下获得最大功率输出,跟踪最大功率。仿真表明MPPT（最大功率跟踪）控制策略的可行性。     

单级式光伏并网发电系统的仿真分析

对于光伏发电系统而言,最主要的问题是提高系统的效率和稳定性.为了克服传统两级式光伏并网系统在效率和稳定性上的不足,文中改进了单级式光伏并网系统电路拓扑和适用于此拓扑的最大功率点跟踪算法,并通过在Matlab Simulink环境中搭建仿真模型,模拟系统在外部光照发生变化时的输出特性并对其进行验证和研究.仿真结果显示该系统能够高精度地实现对光伏电池最大功率点的跟踪(MPPT),高效地通过逆变器将有功功率送入电网,且输入电网的无功功率可调.     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

光伏电池组件工作状态监测研究

由于新能源光伏发电在当今电网中愈加重要,因此通过物联网技术实时监测光伏组件的健康状况对于保障光伏发电系统的高效运行意义重大。光伏系统无法对光伏电池最大功率点的输出进行实时监测,针对现有最大功率点跟踪算法MPPT只跟踪不监测的特点,提出以太阳能电池基本电路方程为基础,构建不依赖于变换器及MPPT算法的光伏电池功率输出曲线模型,结合电压-功率输出特性曲线的特点,采用最小二乘法拟合曲线,精准得到最大功率点附近的二次曲线数学模型,进而得到实时最大功率点。通过Matlab对光伏发电系统进行建模与仿真,系统仿真结果显示,算法准确有效,可以迅速稳定地响应环境变化,适用于各种条件下MPPT的快速、精准获取。     

小型风光互补发电系统最大功率控制的研究

独立运行的风电系统或光伏系统都有其自身的局限性,选择了结合风力发电和光伏发电优点的风光互补发电系统作为研究对象,建立了风光互补发电系统的仿真模型,对最大功率跟踪控制进行仿真研究。结果表明,最大功率跟踪控制可以实现风力发电子系统和光伏发电子系统的最大功率跟踪。仿真结果初步验证了系统集成控制策略的正确性和可行性。     

基于DSP的光伏并网系统MPPT算法研究

介绍了以DSP为主控芯片的光伏并网系统,它能跟踪光伏阵列最大输出功率点,实现光伏阵列和负载优化匹配,使负载获得最大功率。在光伏阵列输出功率最大为跟踪目标的定步长MPPT一阶差分算法的基础上,采用以使负载获得最大功率为跟踪目标的变步长寻优MPPT算法,能够更好地实现最大功率点的跟踪。实验结果表明:该系统能够快速准确地跟踪太阳能电池最大功率点,并自动同步跟踪电网频率和相位,实现并网电流的正弦波形以便与电网电压同频同相馈入电网,提高了系统逆变效率和可靠性。     

小功率光伏发电逆变器的设计

设计以TMS320LF2407型DSP为核心的小功率光伏发电逆变器。主电路采用全桥式逆变器,针对传统PI控制的不足,采用了PI控制和重复控制相结合的控制策略,以实现输出电流与电网电压可靠同步。采用了电导增量法实现了最大输出功率（MPPT）的快速、稳定跟踪。实验结果表明所设计的逆变器运行稳定可靠,可用于小型光伏发电系统。     

两级三相光伏并网发电系统并网控制策略研究

并网型光伏系统的大规模开发利用是能源清洁化的重要途径。提出了一种两级三相并网光伏系统的控制策略,利用变步长电导增量法调节升压电路系统占空比,实现光伏系统的最大功率跟踪,提高光伏系统功率输出的稳定性。在光伏并网环节,通过在电感-电容-电感(LCL)滤波器中增加虚拟电阻,以消除滤波器接入引起的谐振尖峰问题;通过电压外环和电流内环的双闭环控制策略,实现光伏系统并网控制的稳定性。在Matlab/Simulink中搭建仿真系统,通过变步长电导增量控制光伏面板的最大功率输出,利用双闭环电压电流控制实现光伏系统的并网稳定运行。试验结果验证了该策略的准确性和合理性。该策略能够使系统满足光伏发电的并网需求,为光伏系统并网控制提供了一种思路。     

基于自适应遗传算法的PI控制在MPPT中的应用研究

光伏阵列是将太阳能转化为电能的组合装置,是光伏发电系统中的核心部分。最大限度利用光伏阵列的输出能量是光伏发电技术所考虑的重要问题之一。根据硅太阳电池的电气特性,建立了硅太阳电池的等效数学模型,介绍了传统电导增量法实现最大功率点跟踪（MPPT）的基本原理,并针对该方法电压扰动步长的不足,提出了一种基于自适应遗传算法的数字PI控制变步长跟踪方法,通过Matlab/simulink进行S函数建模和仿真,实现了光伏阵列最大功率点（MPP）的跟踪。仿真结果表明,该控制方法能够快速准确的跟踪最大功率点,使系统具有良好的动态性能和稳定性能。     

基于分组粒子群的光伏最大功率点跟踪方法

针对光伏发电系统在复杂遮阴条件下,光伏输出P-V特性曲线呈现高度非线性,采用基于分组粒子群算法（particle swarm optimization, PSO）和优化的扰动观察法(perturb and observe, P&O)相结合的MPPT（maximum power point tracking）算法进行光伏发电系统输出功率的提升。提出的最大功率点算法分为两个阶段,首先通过将混合蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm, SFLA)的分组思想引入到传统粒子群算法,并采用改进后算法实现近似全局最大功率点的快速搜索,以加快最大功率点跟踪的收敛速度和稳定性。然后,采用优化的扰动观察法实现最大功率点附近的动态精确跟踪,同时减少后续最大功率点跟踪过程中的计算量。通过在不同阶段发挥两种MPPT算法的各自优点来提高光伏最大功率点跟踪控制的效率。最后进行光伏系统遮阴条件变化的仿真实验,与传统粒子群算法相比,提出MPPT方法具有较快的跟踪速度和稳定的功率输出。     

光伏并网逆变器的非线性控制研究

为了达到改善光伏并网逆变器的动态性能的目的,在利用其d-q模型体现并网逆变器非线性特征基础上,应用控制李亚普洛夫函数的方法设计了一种非线性控制器,以非线性的方法实现对系统的控制。这种方法利用控制李亚普洛夫函数对线电流中的有功和无功分量进行跟踪,实现了并网逆变器有功分量和无功分量的独立控制,并可实现对太阳能光伏供电系统的最大功率点(MPPT)的跟踪。仿真结果表明,控制李亚普洛夫函数的方法比传统的线性化方法具有更好的动态性能。     

部分遮挡条件下光伏系统的MATLAB仿真研究

本文以光伏电池元双二极管模型为基础,通过Matlab/Simulink工具对部分遮挡条件下的光伏系统的P-V特征曲线进行了仿真研究。利用该光伏电池模型对串联光伏系统的集中式MPPT架构和分布式MPPT架构进行了仿真,通过仿真结果可知输出的P-V特征曲线呈现多个峰值,传统的集中式MPPT架构失效,而新型的分布式MPPT架构在部分遮挡条件下能够更好地实现光伏系统的功率优化。     

基于改进型最优梯度法的光伏并网逆变综合控制研究

两级式三相光伏并网逆变器具有控制目标明确,系统效率高的优点。在两级综合协调控制系统中,采用改进型最优梯度法实现最大功率追踪控制,三相电流跟踪解耦控制空间电压矢量调制（sVPwM）实现同步并网。在MATLAB／SIMULINK平台中搭建两级式三相光伏并网逆变系统仿真模型,仿真实验结果表明：系统跟踪最大功率速度快、精度高,且输出电流快速准确跟踪电网电压。     

基于灰色预测扰动观察法的MPPT方法研究

为了提高光伏发电系统的输出效率,针对光伏发电现有扰动观察法的不足,提出了基于灰色预测扰动观察法的最大功率点跟踪方法。该控制方法根据负载功率的变化调节DC/DC电路的占空比来实现最大功率点跟踪,即通过建立GM(1,1)模型,对占空比步长数据序列的提取,预测系统未来发展趋势,确定相应的控制决策。在Simulink下进行了系统的建模与仿真,仿真结果表明该算法能快速准确地跟踪太阳能电池最大功率点,可以有效地提高光伏电池的输出效率。     

基于低电压穿越的光伏发电系统控制研究

随着并入电网中光伏电站容量的增加，为保证电力系统的稳定运行，要求光伏电站在电压跌落期间不脱网运行，以两级式光伏发电系统为研究对象，在传统并网控制的基础上，研究了光伏发电系统低电压穿越控制策略。电网电压跌落时，为抑制直流侧过电压，应降低光伏阵列输出功率，前级光伏阵列+Boost电路由MPPT控制转为限功率控制；同时，为抑制交流侧过电流，后级DC/AC电路电压外环断开，重新分配电流内环有功和无功电流参考值，采用基于无功支撑的控制策略。通过仿真对比分析验证了控制方法的可行性。     

基于固定电压法结合P＆O法MPPT控制策略研究

对光伏发电控制系统提出了一种新型的最大功率点跟踪（MPPT）控制方法。即在外界环境或负载突变时,先采用固定电压法将光伏阵列的工作点调整到最大功率点附近,以保证跟踪的快速性;并且引入新型的扰动观察法,对最大功率点的稳态特性进行优化,可有效减小光伏阵列的输出功率在最大功率点的振荡现象。通过仿真验证了上述方法的有效性。     

改进无差拍控制在单相并网逆变器中的应用

为解决在单相并网逆变器中应用无差拍控制时,由于采样及处理器计算的延时而导致系统不稳定的问题,提出了一种基于CMAC神经网络的无差拍控制策略。控制策略通过MPPT算法跟踪光伏电池的最大输出功率,然后将最大功率减去电路中功率损失后除以电网电压的有效值平方得到逆变器参考电流的系数k,再根据CMAC神经网络预测出下一时刻的电网电压和参考电流,最后计算出下一时刻的开关周期的占空比对逆变器进行控制。此方法实现了对采样及处理器计算的延时的补偿,可提高了系统的稳定性,使并网逆变器的输出电流快速、准确地跟踪电网电压,降低逆变器输出电流中的总谐波歧变。通过对该策略进行了仿真和试验,结果表明该控制策略有效性和可行性。     

基于PSIM的光伏矩阵MPPT通用模型的设计与应用

基于光伏矩阵的物理特性,在PSIM仿真环境下,设计带有最大功率跟踪技术(MPPT)仿真算法的光伏矩阵仿真模型,应用于实际的单相光伏并网系统。测试数据表明,仿真模型可以模拟任意参数的光伏阵列,跟踪光照强度、环境温度的变化,为光伏发电系统动态仿真提供了良好的设计平台。