一种改进的基于恒定电压法的光伏电池最大功率点跟踪方法

为了提高光伏发电系统效率,研究了基于最大功率点跟踪的光伏发电系统控制原理。传统的恒定电压法(CVT)只与一固定的Um作比较,在温度变化时,Um变化,会影响最大功率点跟踪的精度。考虑到恒定电压法的局限性以及控制方法的复杂性,本文在恒定电压法中添加一个lookup table模块,来实现对Um的补偿。该方法规避了恒定电压法在温度变化时,由于开路电压变化导致与期望工作电压不匹配而造成的功率波动,改善了光伏阵列的最大功率跟踪的精度,同时也解决了最初的基于恒定电压法的最大功率点跟踪方法在实际应用中,需要手动调节开路电压的不足,实现了系统的自动化控制。     

基于占空比模糊控制的光伏发电系统MPPT技术

为了有效地利用太阳能,有必要对光伏发电系统进行最大功率点跟踪(MPPT)控制研究。文中以两级式光伏并网发电系统为研究对象,建立了任意外界环境下的光伏阵列数学模型。由于光伏阵列的非线性输出特性,将模糊控制思想引入最大功率点跟踪,提出占空比模糊控制的扰动观察法的MPPT控制策略,并通过计算机进行仿真验证。与传统的占空比扰动观察法相比较,该方法能够更加快速、准确地跟踪上太阳能电池的最大功率点。     

基于模糊策略的光伏发电MPPT控制技术

介绍了太阳能光伏发电系统中最大功率点(Maximum Power Point,MPP)的原理及获取最大功率点的常规方法.模糊控制具有适应性强.鲁棒性好,不依赖被控对象精确模型的特点,适合光伏发电系统输出的非线性特征.这里提出利用模糊控制策略实现光伏发电系统最大功率点的跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT),论述模糊控制器的结构、规则生成、模糊决策与推理.并在此基础上建立仿真模型,对模糊控制器进行验证和分析.仿真结果表明,基于模糊策略的光伏系统具有优良的动态和稳态性能.     

基于DSP的光伏电池最大功率点跟踪系统

太阳能光伏阵列的输出特性受外界环境的影响具有强烈的非线性,为了提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,进行最大功率点跟踪(MPPT),使之始终工作在最大功率点附近。本文通过对太阳能电池伏安特性的分析,采用自适应扰动观察算法,基于TMS320F2812设计了MPPT控制系统。实验结果表明,在此算法控制下,系统能够准确地跟踪最大功率点。     

带MPPT控制的光伏充电控制器的设计

本文设计了一种具有MPPT控制的光伏发电充电控制器。该控制器通过检测蓄电池充电电压、充电电流的大小,智能选择充电器的工作状态,并在光照强度不足时自动切换到光伏发电最大功率点跟踪控制MPPT状态,采用扰动控制策略使光伏电池有最大的功率输出,使控制器有较好的充电效率。实验结果较好地说明所设计控制器的有效性。     

基于模糊控制的光伏并网逆变器MPPT控制研究

最大功率点跟踪控制的目的是为了将光伏阵列发出的最大能量实时地提供给负载,使光伏发电系统的能量利用率达到最大。在光伏阵列产生电能的应用中,有许多不确定因素,如太阳光照强度、光伏阵列温度的变化、负载的变化、光伏阵列输出特性的非线性,则建立模型分析光伏阵列输出最大功率要考虑很多的因素。从模糊控制技术的分析中知道,模糊控制不需要对被控对象建立精确的数学模型,是一种相对简单的智能控制方法,对处理非线性问题有很好的效果。因此,用模糊控制法来实现MPPT可以得到比较好的效果。本文基于此研究了光伏阵列的非线性功率输出特性,建立了基于Matlab simulink/Power system的光伏阵列仿真模型,对基于模糊控制采用扰动观察法进行光伏发电最大功率点跟踪进行了仿真验证。     

光伏发电中最大功率点跟踪控制方法综述

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性具有明显的非线性特征,其输出功率受光照强度及环境温度影响很大。因此,为了提高光伏电池的利用效率,需要快速准确地对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制。本文简要介绍了十多种常用的光伏电池最大功率点跟踪控制方法的原理,说明了各种控制方法的优缺点,指出了选择某一方法时需要综合考虑的因素,并展望了光伏发电系统最大功率点跟踪方法的发展方向。     

无电压传感器的光伏MPPT研究

最大功率点跟踪在光伏阵列工作时发挥着重要作用,针对目前采用的最大功率点跟踪算法均需要计算功率,提出了一种无电压传感器的改进型控制策略。该方法基于DC-DC变换器输入电流的控制,通过变步长调节实现占空比自寻优,使光伏阵列输出最大功率,算法实现过程不需要功率计算。最后通过仿真对该方法进行验证和测试,结果表明,该方法能准确实现最大功率跟踪,同时动态响应特性和稳定性也较好。     

基于Fibonacci搜索的光伏发电MPPT控制策略

介绍一种采用Fibonacci数列搜索指导光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)的方法,分析验证了Fibonacci搜索方法适用于时变P-V特性的光伏阵列.利用Fibonacci数列搜索算法可实现简化的MPPT实时控制,使其在非均匀或瞬变的日照条件下,能实现对最大功率点的快速准确跟踪.该方法可应用于多种光伏电站的电源变换控制,包括DC/DC及DC/AC变换器,优点是不需要测量温度和日照水平,也无需精确的光伏阵列模型.理论分析和仿真模拟验证表明,Fibonacci算法与目前被广泛应用的增量电导法相比,具有输出效率高,响应速度快,搜索范围大的特点,通常可以追踪到整个光伏阵列的真实最大功率,具有优良的控制性能.     

基于粒子群优化的光伏MPPT算法

针对光伏发电系统最大功率点跟踪恒定电压法跟踪精度较低的缺点,提出了基于温度系数在线修正的改进恒定电压法与粒子群优化结合的光伏MPPT算法,即在系统偏离最大功率点时,采用改进恒定电压法快速确定一个新的工作点,再采用粒子群优化进行最大功率控制,使得MPPT确保跟踪速度的同时又提高了跟踪精度。最后通过Matlab/Simulink对该算法进行了仿真,结果表明该控制系统可快速跟踪最大功率点。     

一种应用于光伏系统的双模式MPPT控制方法研究

光伏发电对于气象条件的依赖比较严重.为了使光伏电池产生尽可能多的电能,需要对其进行最大功率点跟踪控制.本文提出了一种双模式最大功率点跟踪控制方法,此方法结合了短路电流法和电阻增量法的优点,通过Simlink仿真可知,应用这种双模式控制方法的光伏系统在阳光突变时能够快速地重新达到最大功率点,并有效降低光伏系统在最大功率点处的震荡,减少了系统功率损耗.     

基于双并联Boost电路的光伏系统最大功率点跟踪控制方法

光伏电池的输出功率取决于外界环境（温度和光照条件）和负载状况,需采用最大功率点跟踪（MPPT）电路,才能使光伏电池始终输出最大功率,从而充分发挥光伏器件的光电转换效能.在比较了常用光伏发电系统控制的优缺点后,依据MPPT控制算法的基本工作原理,主电路采用双并联Boost电路,具有电压提升功能,并且能够提高DC-DC环节的额定功率和减小直流母线电压的纹波.针对传统扰动观察法存在的振荡和误判问题,提出了一种新型的基于双并联Boost电路的改进扰动观察法最大功率跟踪策略.在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真,仿真结果表明,当外界环境发生变化时,系统能快速准确跟踪此变化,避免算法误判现象的发生,通过改变当前的负载阻抗,使之与光伏电池的输出阻抗等值相匹配采满足最大功率输出的要求,使系统始终工作在最大功率点处,并且在最大功率点处具有很好的稳态性能.最后通过实验验证了该算法的有效性.     

基于改进扰动法的光伏发电MPPT系统

最大功率点(MPPT)指自动地适应功率接口控制和适应电源接口实现最大功率的算法。文中描述了最大功率点跟踪控制系统的硬件电路图和改进扰动法的程序。本系统的硬件构成包括:MCU控制器(STC15F2K60S单片机)、电压采样电路、电流采样电路、太阳能板、BOOST电路。这个系统是简单、高效、对硬件要求低,适用于小功率场合的光伏发电系统。     

基于神经网络的光伏系统MPPT控制算法设计

提出一种基于人工神经网络(ANN)的最大功率点跟踪(MPPT)控制算法。该算法通过扰动和观察(P&O)方法获得人工神经网络模型所需的参数,并分为离线和在线两种模式:离线模式通过测试神经网络参数,找到最佳的网络结构、激活函数和训练算法;在线模式实现优化人工神经网络以便应用于光伏系统。人工神经网络的输入变量为输出功率参数和电压参数,输出变量为归一化的增加或者减少占空比(+1或者-1)。通过Matlab/Simulink模型对所提跟踪算法的性能进行测试验证,结果显示所提算法表现出良好的动态响应速度和稳态控制精度。     

基于模糊PID控制MPPT在光伏系统中的仿真研究

由于光伏电池在外界条件发生变化时,其输出特性也随之变化.为了提高光伏系统的效率,需要对其进行最大功率跟踪.针对光伏系统为非线性被控对象,以及存在不确定未知扰动的特性,采用模糊控制器实时调整PID控制器参数的模糊PID控制方法,将其运用到光伏系统中,以满足光伏系统的快速响应,有效消除光伏电池输出功率在最大功率点的振荡,减少能量损失.仿真结果证明,该控制器能快速、准确的跟踪光伏电池的最大功率点,减少稳态时振荡,提高光伏电池工作效率.     

基于DSP的光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究

基于DSP芯片TMS320F2812设计一种两级式光伏并网发电系统.对该系统提出了一种新型的MPPT控制算法,即在外界环境或负载突变时,先采用一种在线计算短路电流法,避免了对系统正常工作的干扰,以保证跟踪的快速性;在此基础上引入小步长的扰动观察法,对最大功率点处的稳态特性进行优化,可有效减小系统的输出功率在最大功率点的振荡现象.通过Matlab软件分别对扰动观察法、短路电流法以及所提的新型MPPT方法进行仿真,结果表明,该新型MPPT方法能够快速、准确地跟踪外部环境变化,减少了系统在最大功率点的振荡现象,提高了光伏发电系统的效率.     

一种改进型电导增量法MPPT控制策略仿真研究

针对单一电导增量法存在的动态响应和稳态精度难以调和的问题,文中提出了一种恒定电压法结合变步长电导增量法的MPPT控制策略。在启动时刻通过恒定电压法快速定位最大功率点附近,然后利用变步长电导增量法精确跟踪最大功率点。在Simulink仿真平台上搭建基于Boost电路的MPPT仿真模型,Simulink仿真结果表明:复合MPPT算法不但跟踪速度快,而且稳态精度高,具备良好工程价值。     

基于粒子群优化算法的光伏阵列MPPT

针对光伏阵列在阴影下具有多个最大功率点,而传统的优化算法不能有效跟踪全局最大功率点的问题,提出了一种基于粒子群优化算法的跟踪算法,在Matlab平台上利用M函数对光伏阵列和跟踪算法进行编程。仿真结果表明:该控制算法不仅具有跟踪速动快、稳态精度高的特点,而且能够跟踪全局最大功率点,比传统的优化算法更有优势。     

Performance evaluation of a MPPT controller with model predictive control for a photovoltaic system

ABSTRACT

Efficiency has been a major factor in the growth of photovoltaic (PV) systems. Different control techniques have been explored to extract maximum power from PV systems under varying environmental conditions. This paper evaluates the performance of a new improved control technique known as model predictive control (MPC) in power extraction from PV systems. Exploiting the ability of MPC to predict future state of controlled variables, MPC has been implemented for tacking of maximum power point (MPP) of a PV system. Application of MPC for maximum power point tracking (MPPT) has been found to result into faster tracking of MPP under continuously varying atmospheric conditions providing an efficient system. It helps in reducing unwanted oscillations with an increase in tracking speed. A detailed step by step process of designing a model predictive controller has been discussed. Here, MPC has been applied in conjunction with conventional perturb and observe (P&O) method for controlling the dc-dc boost converter switching, harvesting maximum power from a PV array. The results of MPC controller has been compared with two widely used conventional methods of MPPT, viz. incremental conductance method and P&O method. The MPC controller scheme has been designed, implemented and tested in MATLAB/Simulink environment and has also been experimentally validated using a laboratory prototype of a PV system.