基于指数变步长电导增量法的光伏最大功率点跟踪

光伏最大功率点跟踪方法可以最大限度地利用光伏电池所能产生的电能,已成为提高光伏发电系统运行效率、降低光伏电能成本的研究热点。本文分析了扰动观察法和电导增量法存在收敛速度慢、稳态振荡、陷入局部最优等问题,提出了一种具有阈值判断和变步长功能的指数变步长电导增量法,该方法既具有电导增量法快速跟踪的优点,又能准确、稳定地跟踪到全局最大功率点。进行了不同运行工况下的仿真实验,验证了上述方法的可行性和适用性。     

基于改进型变步长电导增量法的最大功率点跟踪策略

光伏电池的输出特性会随着外界环境的变化而改变,利用最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)技术可有效提高光伏发电系统的效率。针对现有MPPT控制方法的不足,提出了一种基于改进型变步长电导增量法的MPPT控制方法。该方法采用一种新的步长调整系数,可根据外界环境变化自动调整步长,即使光照剧烈变化时,系统始终保持较大步长运行,克服了传统变步长算法启动速度和光照剧烈变化时动态响应速度慢的问题;同时采用电压闭环控制,提高了系统的整体稳定性。仿真和实验结果证明了该方法的可行性。     

基于功率预测的新型变步长电导增量法最大功率点跟踪策略

光伏电池的输出特性具有强烈的非线性,最大功率点跟踪技术能够提高光伏系统的效率。常规定步长算法在选取步长时在响应速度和稳态精度之间无法兼顾。变步长算法在同一光照强度具有良好性能,但在光照突变时存在最大功率点跟踪死区的情况。提出了基于功率预测的新型变步长电导增量法。该方法采用一种新的步长调整系数,能够根据外界条件的变化调节步长,解决了跟踪速度与稳态精度之间的矛盾。并且当光照剧烈变化时,确保扰动前后的判断是基于同一功率曲线进行的,避免误判现象的发生。仿真验证了该算法的有效性。     

基于改进型变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制

针对现有电导增量法的不足,本文提出一种基于改进型变步长电导增量法的控制方法。该算法采用一种新的自适应步长,可随着外界光照强度及温度变化做出迅速调整,无论变化细微或者剧烈,都能够保证跟踪速度快、稳态精度高、系统通用性强。文中给出MPPT算法的visio控制流程图及Simulink仿真模型图,并对改进型算法、传统定步长电导增量法及传统变步长电导增量法在相同环境下进行仿真和试验比较。仿真结果证明了所提出算法的准确性和有效性。     

基于改进电导增量法的光伏电池最大功率点跟踪研究

针对传统电导增量法在光伏电池最大功率跟踪时存在跟踪速度慢、稳态振荡幅度大的缺点,提出一种改进的电导增量控制方法。该方法提出一个新的步长因子表达式,与传统步长因子相比,该步长因子具有初始阶段数值大、接近最大功率时数值小的优点,由此可实现最大功率点跟踪的快速性和稳态时的准确性。搭建光伏电池实际应用的仿真模型,分析了光伏电池在不同温度和不同光照强度下的输出特性曲线。实验结果表明,提出的改进的电导增量控制方法能有效地提高跟踪速度和稳态时的跟踪精度。     

基于优化增量电导法的温差发电最大功率点跟踪策略

温差发电（thermoelectric generation,TEG）系统作为一种清洁可再生的新能源发电装置,通过最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）控制器连续跟踪输出功率的最大值极其重要。针对TEG系统侧存在功率振荡、功率跟踪速度慢、跟踪精度差等问题,文中在硬件电路上对比了不同DC-DC变换器的特点,选定能减缓功率振荡的二次型Boost电路作为MPPT的主电路。同时,在MPPT的算法策略上,文中提出一种基于优化初值的增量电导法（OI-INC）,首先,通过分析TEG的电流—电压输出特性和二次型Boost电路的等效模型,计算并输出近似的最优占空比,快速跟踪到最大功率点附近,优化增量电导法的初值;之后,采用较小的扰动步长实现高质量MPPT。在含有启动、恒温、均匀升温、快速升温4种工况的复杂时变环境下,与扰动观察法、增量电导法相比,仿真结果表明：文中所提出的MPPT策略不仅能压缩跟踪时间、提高跟踪精度,还能减轻功率振荡问题。     

基于自适应电导增量法的最大功率跟踪

目前光伏电池的光电转换率较低,为有效利用光伏电池,需要对光伏发电系统进行最大功率跟踪。常规的跟踪算法在快速跟踪最大功率点的过程中存在精度低、适应性差和跟踪效率低等弱点,基于自适应思想,采用自适应变步长算法快速跟踪最大功率点,仿真结果证明该方法不仅增加了最大功率点跟踪的精度,而且提高了跟踪的速度与系统的稳定性。     

基于最优初值电导增量控制的光伏系统最大功率跟踪策略

本文首先在时变环境参数与任一运行电压、电流之间建立了一种非线性函数关系,从而将太阳能电池运行中的时变环境参数实时计算出来。其次,确定了时变环境参数与理论最大功率点电流的函数关系,在环境参数已知的情况下可快速计算最大功率点电流值。最后,考虑到实际工程中理论最大功率点与实际运行最大功率点存在偏差,提出以理论最大功率点电流作为电导增量法运行初值,在小步长电导增量法的作用下实现精确稳态跟踪的方法。实验验证了光照度计算是相对准确的,在光照度计算的基础上进行仿真,证明了该控制策略能够实时精确地跟踪最大功率点功率,即使在低辐照度条件下同样表现出良好的精确性及无振动性。     

基于变步长扰动观察法的光伏电池最大功率点跟踪

为了提高光伏发电系统的发电效率,本文针对传统的固定步长的扰动观察法跟踪存在的不足,提出了一种新的变步长方法,该方法设定下一步步长正比于光伏电池当前电压值与最大功率点电压值的差值。文章通过在Matlab/Simulink中建立该方法的最大功率点跟踪模型,仿真验证其效果。仿真结果表明,本文所提方法的模型动态性能好,对外界环境的变化有较强的适应性。     

光伏发电系统模糊分段变步长算法最大功率点跟踪策略

针对光伏发电系统在外界环境突变时最大功率点跟踪(MPPT)调整时间过长的缺陷,提出在分段变步长算法的基础上引入模糊控制的模糊分段变步长算法。该算法以占空比为直接控制量,当光伏发电系统功率变化值较大时采用模糊控制使系统工作点迅速跟踪到最大功率点(MPP)附近;反之则通过功率二次微分值的正、负确定跟踪步长,若二次微分值为正,则采用大步长进行快速跟踪,为负则采用分段步长使系统工作快速稳定地达到MPP处。通过仿真实验对比日照强度发生突变时,分别采用分段变步长算法和模糊变步长算法的MPPT效果。结果表明:当外界环境发生突变时,模糊分段变步长算法不会在MPP周围产生功率振荡,在调整时间和稳定性上明显优于分段变步长算法,实现了光伏发电系统快速性和稳定性的统一。     

光伏发电中光伏电池变步长导纳增量法最大功率追踪

针对光伏电池最大功率追踪的问题,研究了变步长导纳增量方法追踪最大功率。推导并在Matlab下建立了光伏电池的非线性工程模型,分别编写定步长和变步长导纳增量法跟踪程序,进行光伏电池最大功率追踪仿真,并得出仿真结果,结果证明变步长导纳增量法较定步长来说,其动态和稳态性能更为优越。     

基于全局变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究

为了提高光伏能源利用率,阐述了光伏阵列的模型,提出了变步长电导增量法,在MPPT算法中增加了光伏阵列稳定工作点判断,减少了循环次数,加快了跟踪速度。用MATLAB/SIMULINK搭建了仿真模型,并与传统变步长电导增量法进行了比较。仿真结果表明,全局变步长电导增量法具有较快的跟踪速度和较强的稳定性,能够实现最大功率点跟踪(MPPT),消除了工作点在最大功率点(MPP)附近来回震荡现象,节约了能源。     

多级步长光伏电池最大功率点跟踪

针对常规的占空比扰动法不能同时满足跟踪速度和稳态精度的问题,在二级步长占空比扰动法的基础上结合增加跟踪裕量法,提出了一种多级步长的控制策略,在Matlab环境下利用M函数建立光伏电池的数学模型和利用S函数对跟踪算法编程。仿真结果表明,相对于二级步长占空比扰动法具有更好的动态和稳态性能,在外界环境发生快速变化的情况下,亦能快速准确地跟踪到最大功率点,该策略是可行的。     

一种新型变步长光伏最大功率点跟踪控制策略

针对传统变步长算法在光伏发电系统最大功率点跟踪上的缺陷,即以输出功率随电压的变化率P′(u)作为决定扰动步长的关键参数,而P′(u)曲线在最大功率点(MPP)左右侧的数学特性差异较大,导致其在跟踪精度与响应速度无法兼顾,很难取得预期效果。提出了一种新步长参数的改进型变步长光伏最大功率点跟踪策略,理论证明了新方法的可行性。通过与传统定步长、变步长扰动观测法的仿真结果进行比较,得出新方法具有较快的跟踪速度和较高的跟踪效率。     

基于变步长扰动观察法的光伏电池最大功率点跟踪研究

太阳能是国际公认的理想替代能源,开发利用太阳能是解决当前能源危机的一条重要途径。分析了光伏电池的数学模型及其相关参数,通过光伏电池在不同条件下的输出特性曲线研究光照的辐射强度和环境温度对太阳能电池的影响,提出了基于变步长扰动观察法的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法,并进行了Matlab/Simulink仿真研究,仿真结果表明基于变步长的扰动观察法能够对环境的突变做出迅速响应,具有更高的动态性能和稳定性,具有较好的实用价值。     

基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究

通过分析光伏阵列特性,针对变步长电导增量( INC)法在光照强度发生大幅度变化时由于错误计算步长引起的系统振荡的缺点,采用了一种改进的变步长INC法,能够快速并准确地进行最大功率点跟踪(MPPT).最后搭建了Boost MPPT控制的硬件电路进行实验验证.结果表明,在光照强度发生大幅度变化时,改进后的算法能快速、准确地...     

改进自适应变步长光伏系统最大功率跟踪

为提高对太阳能的利用率,减少能量的损失,需要对光伏电池的输出进行最大功率跟踪。文章建立了通用的太阳能电池数学模型,结合太阳能电池的功率电压和电流电压输出曲线特性及两者之间的数学关系,提出了一种基于Boost电路的变步长电导增量法。该方法能根据外界环境的变化,简单快速计算出此刻外界环境下唯一一个特殊点的值作为自适应变步长,比传统的变步长或者固定步长方法更合理,同时减少了参数确定的人为因素对于仿真结果的影响,可以快速精确地实现最大功率跟踪。     

基于切线角的光伏变步长最大功率跟踪控制策略

传统变步长算法常以光伏P-U曲线的导数P′(u)作为决定扰动步长的直接参数。由于P′(u)曲线在最大功率点两侧的数学特性差异较大,该算法的最大步长和速度因子较难确定且容易产生收敛死区。文中提出了一种基于光伏P-U曲线切线角的变步长最大功率跟踪控制策略。首先对P′(u)取反正切值,统一算法在最大功率点两侧的跟踪特性。然后利用余弦函数对它进行归一化,有效降低最大步长的设计及调试难度。文章进一步提出了新的速度因子,并用达朗贝尔判别法证明了新算法的收敛性,同时求解出最大步长的理论收敛范围。与传统算法不同,新方法的步长变化率是关于最大功率点距离的单调减函数,它具有更快的收敛速度。仿真和实验结果证明,新方法具有较快的跟踪速度和较高的跟踪效率。     

基于功率预测的变步长扰动最大功率跟踪法

在光伏发电系统中,光伏电池的利用率除了与光伏电池的内部特性有关外,还受外界环境(如光照强度、负载和温度等因素)的影响。在不同的外界条件下,光伏电池可以工作于不同且唯一的最大功率点(Maximum Power Point,MPP)。应通过调节使光伏电池运行在MPP,最大限度地将光能转化为电能。基于已有研究提出了基于功率预测的变步长扰动最大功率点跟踪方法,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真验证。仿真结果表明在日照强度迅速变化时,与变步长扰动观测法相比,所提方法可以较快地跟踪到MPP且波形抖动非常小,有效提高了系统的跟踪速度和精度,并且能够保证实际电压跟随环境改变后的理论最大功率点的电压。     

固定电压法与改进电导增量法结合的光伏发电系统最大功率点跟踪

由于光照强度、光伏阵列温度、负载时时变化,使光伏电池阵列的最大功率点也发生变化,需采用适当的最大功率点跟踪(MPPT)算法提高光伏转换率。提出固定电压法与改进的电导增量法结合的MPPT方法,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;而后利用变步长的电导增量法,使工作点电压与最大功率点电压近似相等。仿真结果表明,固定电压与电导增量法结合追踪最大功率点能够快速、准确地跟踪光伏阵列的最大功率点,减少了在最大功率点振荡的能量损失,提高了光伏发电系统的能量转换率。