基于单片机的高效光伏电源管理系统

设计了一种高效光伏电源管理系统,该系统以单片机为主控制器,外围包括蓄电池电压采样电路,蓄电池充电、放电电流采样电路,光伏电池的输出电压采样电路,光伏电池输出电流采样电路,DC—DC变换电路等,相互配合实现光伏电源系统的管理：一方面,系统采用最大功率点跟踪的方法使光伏充电系统输出功率最大,高效利用太阳能;另一方面,对蓄电池的充放电进行过充、过放控制,有效保护蓄电池,延长其使用寿命。     

一种智能型太阳能路灯控制器的设计与实现

以独立光伏发电系统——太阳能路灯系统为研究对象,采用了MPPT跟踪算法中的扰动法来进行对最大功率点的跟踪控制,设计了DC／DC电力变换电路,并基于PIC16C712单片机设计了一种智能型太阳能路灯的控制器。它集太阳能电池板最大功率点跟踪（MPPT）控制和蓄电池的充放电管理功能于一体,能对蓄电池起到有效过充电和过放电保护,延长蓄电池的使用寿命,提高太阳能路灯系统运行的可靠性。     

小功率光伏系统MPPT模拟控制电路

由于安装条件所限,一些特殊场合无法安装大功率太阳能电池,采用最大功率点跟踪技术可以在太阳能电池一定的条件下提高输出性能。常规MPPT方法不适用于小功率太阳能系统,根据太阳能电池功率点分布的特有规律,结合高效开关电源变换技术,提出一种不需使用单片机,采用模拟电路进行电压跟踪实现最大功率点跟踪的简便方法。     

电场能量采集器的最大输出功率追踪电路设计*

本文采用频率变换原理采集输电线周围电场能量,设计了一种能量采集电路,对超级电容充电。负载阻抗呈电容性,为非线性负载,充电过程中阻抗不断变化。为实现最大输出功率传输,设计了低功耗的最大输出功率追踪(MPPT)电路,采用频率值为32.768 k Hz石英晶体构成方波振荡电路,因电容电压不能突变,通过充电电流控制开关导通时间,构成电流反馈最大输出功率点追踪系统。最大输出功率追踪电路的工作电流为1.2 u A,工作电压为5 V,功耗为6 u W。实验结果表明,在充电36min时达到最大功率输出,储能电容电压的大小为0.32 V,输出功率最大为18 u W。相比于直接充电电路,最大输出功率电路的能量采集效率提高了50%。     

基于干扰观测算法的太阳能路灯控制器

为解决太阳能路灯系统能源利用效率低的问题,将最大功率点跟踪(MPPT)方式应用到太阳能路灯控制器中。对最大功率点跟踪原理分析后,提出了MPPT具体控制方法和Buck电路的自举,并以电路仿真软件Multisim和单片机仿真软件Proteus为平台,运用AVR Studio编程,建立了基于ATmega16为核心的控制器。在仿真达到预期控制效果的基础上,进行了实际试验。实验结果显示,用于改变Buck电路开关的PWM占空比与经验值基本符合,该结果表明太阳能电池板能以最大功率方式对蓄电池充电,并且达到了由控制器对蓄电池科学充、放电的目的。     

扰动观察法在小型风机MPPT中的仿真研究

为了提高风力机发电系统的发电效率,通过调节PWM波占空比来实时改变Boost变换器升压电路的输出电压,采用扰动观察法的MPPT(Maximum Power Point Tracking)控制方法,实现对风力发电系统最大功率点的跟踪。调节永磁同步电机负载,通过改变永磁同步电机电磁转矩来调节风力机的转速,并在PSIM软件中对风力机输出功率进行仿真,得出实时最大功率曲线图。仿真结果表明,该方法较好的保证了风力发电系统能够快速、稳定和精确的跟踪到最大功率点,提高了风力机发电效率。     

光伏充电系统设计研究

按照光伏阵列的输出特点及蓄电池的充电特性,本研究设计了一套拥有最大功率点跟踪的光伏充电系统。此系统主要依赖的控制器是dsPIC30F5011单片机,并借助Cuk电路作为充电主回路,依照蓄电池端电压对蓄电池采取四个阶段的充电策略。在欠电压充电环节,选取基于PI调节的涓流来实现充电操作;在过冲和浮充环节中借助基于PI调节的带有温度补偿的恒压进行充电操作。根据相关研究,最大功率点跟踪可以及时追踪外界环境状况的变动,同时在最大功率点恒定作业,大大提升了光伏电池的利用率;同时,过冲及浮充电压精确度较高,可以有效延长电池的使用寿命。     

光伏发电系统交错并联BOOST的研究

BOOST电路在光伏最大功率点跟踪的DC-DC转换拓扑中被广泛应用,系统的动态性能受到电路参数的影响.为设计高性能的最大功率跟踪系统,提高系统的动态响应速度,给出了带耦合电感的交错并联BOOST变流器拓扑.并在此基础上详细分析了其稳态和动态特性,最后以60 W光伏发电蓄电池充电DC-DC变流器的仿真渡形验证了设计的合理性.     

全桥直流变换器在MPPT中的应用

由于光伏硅电池的独特输出特性,为能够将光伏阵列转换的能量以最大功率输出,就需要对光伏阵列的输出电流、电压进行实时控制,以实现最大功率点跟踪;另外,随着具有MPPT功能的DC/DC变换器的引入,对光伏发电系统的效率也产生了很大的影响.为提高光伏发电系统的效率,采用了移相全桥ZVS DC/DC 变换器作为光伏发电系统 MPPT 变换电路,并对应该具备 MPPT 功能的 DC/DC 变换器进行了设计.最后,采用了1 kW实验样机进行了一系列的实验.实验结果验证了该理论分析和设计的正确性.     

单相光伏并网控制的研究

以DSP为控制平台设计单相光伏并网系统,在改进型单纯型加速法的基础上设计新型光伏阵列最大跟踪控制优化算法,跟踪光伏阵列最大输出功率点,使负载获得最大功率。在线调节步长改变电压收敛速度,设计锁相控制电路,自动同步跟踪电网频率和相位。测试数据表明,结合优化技术的变步长MPPT(Maximum Power Point Tracking)算法能快速准确跟踪最大功率点,系统波动小稳定性高,逆变器电流和电网电压同频同相,有效提高系统逆变效率及可靠性。     

Modeling,control, and simulation of grid connected intelligent hybrid battery/photovoltaic system using new hybrid fuzzy-neural method

Nowadays, photovoltaic (PV) generation is growing increasingly fast as a renewable energy source. Nevertheless, the drawback of the PV system is its dependence on weather conditions. Therefore, battery energy storage (BES) can be considered to assist for a stable and reliable output from PV generation system for loads and improve the dynamic performance of the whole generation system in grid connected mode. In this paper, a novel topology of intelligent hybrid generation systems with PV and BES in a DC-coupled structure is presented. Each photovoltaic cell has a specific point named maximum power point on its operational curve (i.e. current–voltage or power–voltage curve) in which it can generate maximum power. Irradiance and temperature changes affect these operational curves. Therefore, the nonlinear characteristic of maximum power point to environment has caused to development of different maximum power point tracking techniques. In order to capture the maximum power point (MPP), a hybrid fuzzy-neural maximum power point tracking (MPPT) method is applied in the PV system. Obtained results represent the effectiveness and superiority of the proposed method, and the average tracking efficiency of the hybrid fuzzy-neural is incremented by approximately two percentage points in comparison to the conventional methods. It has the advantages of robustness, fast response and good performance. A detailed mathematical model and a control approach of a three-phase grid-connected intelligent hybrid system have been proposed using Matlab/Simulink.     

基于固定电压法和功率前馈电导增量法MPPT的研究

在光伏发电系统中,光伏电池的最大输出功率受温度和光照条件的影响,采用最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking,简称MPPT）的方法可以使光伏电池持续输出最大功率。通过对光伏电池模块各种最大功率跟踪方法的分析讨论,提出了一种改进的MPPT方法一一固定电压法结合功率前馈电导增量法,并基于Buck电路用matlab对光伏系统进行了分析与仿真,其结果表明,与常规CVT法,电导增量法相比,该方法能够有效提高最大功率点的追踪精度。     

基于DC/DC变换的光伏系统最大功率跟踪系统仿真

光伏电池的输出功率受外界环境的影响,具有非线性特征,其最大值只存在于某一特定点.为了提高系统效率,有必要通过最大功率跟踪(MPPT)的控制方法来实现对其输出功率进行跟踪控制.在分析传统的干扰观察法的工作原理后,提出了自适应占空比观察法,克服了传统定步长跟踪算法的缺点.在光伏电池的输出伏安特性和数学模型基础上,通过Mat...     

Antlion optimizer-ANFIS load frequency control for multi-interconnected plants comprising photovoltaic and wind turbine

This paper proposes optimal load frequency control (LFC) designed by Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) trained via antlion optimizer (ALO) for multi-interconnected system comprising renewable energy sources (RESs). Two systems are modeled and investigated; the first one has two plants of grid connected photovoltaic (PV) system with maximum power point tracker (MPPT) and thermal plant while the second comprises four plants of thermal, wind turbine and grid connected PV systems. ALO is employed to get the optimal gains of Proportional–Integral (PI) controller such that the integral time absolute error (ITAE) of frequency and tie line power deviations is minimized. The input and output of the optimized PI controller are used to train the ANFIS-LFC with Gaussian surface membership functions. Different load disturbances are studied and the results are compared with other reported approaches. The obtained results confirmed the accuracy and reliability of the proposed approach in designing LFC for multi-interconnected power systems.     

SRG风力发电系统最大风能追踪控制研究

针对在实验室条件下实现SRG风力发电系统的最大风能追踪控制的问题,对风力机的运行特性及其模拟实现方案、开关磁阻电机的工作原理及其控制方法等方面进行了研究,并对风力发电系统中实现最大风能追踪的控制策略进行了介绍,提出了基于转速反馈的SRG发电系统最大风能追踪控制方案,同时对直流电机进行了转矩控制以实现风力机输出特性的模拟.在SRG风力发电系统平台上对风力机模拟系统进行了测试评价,并进行了变风速条件下的最大风能追踪试验.研究结果表明,直流电机能够有效模拟风力机的输出特性,控制简单,抗干扰能力强,基于转速反馈的MPPT控制方法能够在风速变化时快速调节SRG输出,准确地实现最大风能跟踪.     

基于模糊控制的光伏阵列MPPT仿真

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.     

基于TMS320F2812的光伏并网发电模拟装置

为实现模拟光伏并网系统的功能,并集逆变、相位频率跟踪和最大功率点追踪等功能于一体,设计了以TMS320F2812为系统控制核心的控制系统,实现了太阳电池的最大功率点跟踪（MPPT）,其逆变器使用SPWM控制方式和软件PI调节器,将直流电源快速逆变为50Hz的标准单相正弦波交流电源。研究结果表明,该系统具有效率高、并网波形总谐波失真低、跟踪性能优异、抗干扰措施和保护功能完善的特点,为进一步开展大功率并网发电实验奠定了很好的基础。     

基于非对称论域模糊控制的光伏阵列最大功率点跟踪研究

最大功率点跟踪(MPPT)是提高光伏发电系统效率的关键技术.在分析光伏阵列非线性输出特性的基础上,对基于非对称论域模糊控制实现光伏阵列MPPT进行探讨;建立了采用非对称论域模糊控制算法调节Boost电路占空比实现光伏阵列MPPT的仿真模型,在照度、温度阶跃变化下的仿真结果,验证了非对称论域模糊控制算法的有效性.     

基于数模混合控制的快速光伏模拟器

针对目前光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)算法扰动频率越来越高的问题,设计了一种基于数模混合控制的快速光伏模拟器。模拟器的数字部分采用数字信号处理器(DSP)实现,所提出的算法首先使用四段折线法拟合光伏电池的伏安特性曲线,线性化的拟合结果可简化运算过程;接着采样输出电压、电流,计算出了负载阻抗;最后利用负载阻抗定位法,只用一个运算周期确定光伏模拟器的静态工作点。模拟部分主功率电路为同步BUCK,控制算法采用峰值电流控制以提高电路的响应速度,且其输出电压和电流可跟踪数字部分输出的具有光伏特性的参考值。建立模型分析模拟器的响应时间为0.22 ms,满足光伏变流器的MPPT算法要求。仿真和实验结果表明,理论分析准确,所设计的光伏模拟器具有实用性。