基于变步长扰动观察法的MPPT研究与仿真

光伏发电系统的运行为了获得最大的功率输出,需要快速准确地进行最大功率点跟踪。介绍了常用控制方法的优缺点。采用改进的自适应变步长占空比干扰观察法,通过扰动步长的改变来获得更高的响应速度和稳态跟踪精度。仿真结果表明,该算法能有效减小系统在最大功率点的震荡,提高跟踪效率。     

一种改进的光伏发电MPPT控制策略

针对光伏发电系统最大功率点跟踪技术,分析基本扰动观察法MPPT的实现原理,并且根据它的优缺点,提出一种新型的变步长MPPT控制算法。该方法结合增量电导知识,根据P-U曲线,判断P(U)在扰动过程中是否由正(负)到负(正)变化,从而判断反馈参考电压穿越最大功率点电压,在穿越最大功率点电压之前,采用适当大的定步长进行跟踪,当判断穿越最大功率点电压后,则使步长在最大功率点处按一定的比例系数进行自动调节,实现变步长跟踪。算法中增加反馈参考电压限幅功能,避免反馈跟踪电压崩溃而导致跟踪失败的危险。利用PSIM环境,建立仿真模型,结果表明,新型的控制算法跟踪速率快,跟踪过程中消弱功率振荡,跟踪效率高,且方法简单易于实现。     

基于改进MPPT算法的小型风力发电控制器研究

针对风力发电系统最大功率跟踪问题,提出一种变步长的爬山搜索算法,通过MATLAB/Simulink进行仿真,并采用样机进行了实验验证。仿真和实验结果表明,使用此算法,系统可以快速稳定地追踪最大功率点,并且在外界环境变化尤其是风速变化时可以实现最大功率跟踪,有较强的适应能力。     

基于功率预测的变步长扰动观测法在光伏MPPT中的应用

在分析研究常用的扰动观测法实现光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)技术的基础上,提出了一种新型的MPPT算法。该算法先利用功率预测法判断扰动的方向,避免误判;然后再通过变步长扰动观测法进行最大功率点的跟踪。该方法具有跟踪速度快、精度高、有效避免了跟踪过程中可能发生的误判问题等优点,可保证系统快速并准确跟踪至最大功率点。利用MATlAB搭建光伏系统MPPT模型,并与传统的变步长扰动观测法相比较。实验结果表明:提出的新方法在跟踪光伏电池最大功率点过程中,保证了跟踪的快速性和控制的精度,且有效改善了振荡和误判问题,进一步降低了功率的损耗,提高了光伏电池的利用率。     

基于功率预测的变步长MPPT算法的研究

针对传统的定步长扰动观测法在实现最大功率跟踪(MPPT)时存在的振荡和误判问题,建立了光伏电池(PV)精确模型,统计150条P—U特性曲线全电压工作范围内约30万个功率数据,以此为基础提出了一种基于功率预测的变步长扰动观测法。它采用逐步逼近的变步长方法,满足MPPT的快速性和最大功率点附近的稳定性;结合功率预测,避免环境快速变化条件下的误判,并编程分析出该方法克服误判的有效范围。仿真验证了该方法能有效克服振荡和误判问题。     

基于滑模控制的光伏系统的最大功率点跟踪

针对光伏发电机最大功率点跟踪效率仍存在缓慢和稳定性较差问题,提出了一种快速且有效的跟踪方法,采用基于滑模变结构控制的扰动观察法对最大功率点进行跟踪的策略来实现快速动态响应和无条件稳定性。由实验仿真可知,该方法能够快速响应辐射的突然变化,并且使整个光伏曲线稳定收敛,在快速性和鲁棒性上体现出了很大的优势。     

基于HS-BP预测模型的光伏发电系统MPPT研究

提出一种光伏发电系统最大功率跟踪方法 ,即一种和声搜索算法改进的BP神经网络预测模型HS-BP结合INC的MPPT方法。当外界环境条件变化时,可以通过预测模型直接将工作电压迅速调至Vref附近,从而大大提高了MPPT的跟踪速度;当以Vref为初值进行电导增量法INC以实现最大功率跟踪时,由于Vref已经接近最大功率点MPP对应的电压,故可以设置较小的扰动步长,因此可以改善MPPT的跟踪精度,从而有效地降低静态过程的功率损失。在基于单片机控制的硬件平台上进行试验,结果表明,该方法具有稳定、快速等优点,可以显著提高光伏电池的发电效率。     

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。     

基于状态检测的变步长式扰动观察法在光伏系统最大功率跟踪中的应用

摘要：在经典功率跟踪方法的基础上，提出了一种基于状态检测的变步长扰动观察法。该算法能使系统迅速逼近最大功率点，并显著减弱系统在最大功率点的波动。     

低功率双馈风力发电系统MPPT控制及仿真

针对风力发电系统在额定风速以下运行时的最大风能跟踪问题,分别采用经典爬山搜索法和改进极值搜索法进行风电系统的最大风能跟踪控制。经典爬山搜索法通过判断输出功率和风力机转速的梯度值来搜索最佳运行点,而改进极值搜索法通过叶尖速比和风能利用系数经傅里叶变换获取的运行点相位信息来进行搜索,并通过改进积分器实现变步长快速追踪稳定运行的控制目标。通过Matlab/Simulink软件建立了低功率双馈风力发电系统最大风能跟踪控制仿真模型,并对两种控制方法进行了对比分析。仿真结果表明:改进极值搜索控制能够使系统快速地跟踪风速变化,保持最佳叶尖速比,提高了风能利用系数和风能的利用效率。     

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。     

磁耦合谐振式无线充电系统功率输出特性与匹配电路设计

在无线电能传输系统中,线圈相对位置和负载电阻的变化会影响系统的传输功率。为了使传输功率不受线圈相对位置与负载电阻变化等因素的影响。提出设计一种能够跟踪最大功率点(MPPT)的电路。根据串联谐振双线圈无线电能传输系统的发射侧功率特性,在接受侧串联一个SEPIC电路,采用调节占空比的方法来追踪系统的最大功率点。仿真结果表明所提出方法是有效和可行的。     

基于MPPT的直流无刷电机光伏水泵控制系统

设计和实现了具有改进的频率扰动MPPT算法直流无刷电机的光伏水泵控制系统。改进的频率扰动MPPT算法把固定电压法、变步长与扰动观察法相结合,把电机驱动和MPPT算法合并为一体,实现最大功率点跟踪(Maxi Power Point Tracking,MPPT)。介绍了系统硬件和软件的设计,最后实验证明该系统能有效快速响应光照强度变化,实现光伏水泵系统在最大功率点稳定运行。     

一种适用于单峰光伏曲线的MPPT方法

针对传统单峰光伏曲线MPPT方法跟踪速度慢,寻优精度不高的问题,提出了一种基于抛物线预测的功率闭环最大功率跟踪(MPPT)方法。该方法通过用光伏特性曲线上的3个点来拟合一个二次函数,用函数驻点的实际功率值来迭代地预测和修正最大功率点(MPP)的位置,最终使得光伏系统工作在最大功率点。此外,针对光伏系统采用合理的初始点选取策略,提升了MPPT的速度。给出了光伏系统的MPPT控制框图,搭建了基于Buck-Boost电路的直流光伏系统硬件平台。使用抛物线预测法进行了光伏电池组件的最大功率跟踪,与变步长扰动观察法MPPT结果进行了比较,验证了该方法的可行性和实用性。研究结果表明:这种基于抛物线预测的单峰值MPPT方法具有跟踪速度快,稳态无振荡的优良性能。     

光伏发电MPPT控制中单变量二次曲线极值跟踪法设计

针对光伏发电最大功率追踪控制中广泛采用的扰动观察法在恶劣天气或云层变化较明显时最大功率跟踪控制不稳定和在某功率点处震荡问题。提出一种基于单变量二次曲线极值跟踪法用于光伏并网的最大功率追踪控制,该方法只需要检测出太阳能光伏板的输出电流一个变量即可,大大简化了最大功率跟踪的控制过程,运用LABVIEW软件进行了仿真和实验研究,仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

永磁同步风力发电系统最大功率追踪新方法

风力发电系统的输出功率随着风速变化而变化,引起输出功率的波动。因此提出一种采用永磁同步电机作为发电机实现最大功率输出的永磁同步风力发电控制系统。建立了风力机模型、最大功率追踪算法模型,采用二分法和停止机制算法,使风机按最大功率点跟踪方式运行,通过二分法实现变步长,并加入停止机制降低转速振荡,防止在最大功率点的波动。介绍了传统爬山法和改进的爬山法,通过对比仿真研究,表明新方法可以有效提高最大功率追踪效率,并减少系统在最大功率点的波动。     

自适应权重扰动观察法在光伏阵列发电MPPT中的应用

光伏阵列有着非线性输出的特点,外界环境的变化往往导致其不能最大限度地输出电能。为了降低成本,提高光伏发电系统的利用效率,就需要研究控制算法来最大限度地保证系统工作在最大功率点附近。在光伏系统MPPT中,控制周期和扰动步长的选取往往对扰动观察法的跟踪效果有着较大影响。现提出了自适应权重扰动观察法来选定控制周期和扰动步长,结果表明,该方法能降低系统在最大功率点的振荡,有着较好的自适应能力。     

一种改进型小型风力发电系统MPPT控制方法的研究

提出了一种易于实现的自适应变步长MPPT控制策略,通过实验验证该策略的有效性。试验结果表明,该控制策略可使小型风力发电系统快速、准确、稳定地跟踪到最大功率点,能有效增加小型风力发电机的发电量,提高小型风力机的发电效率。     

基于改进扰动观察法的光伏MPPT控制研究

为解决传统扰动观察法无法兼顾最大功率点跟踪速度及稳定性的问题，提出一种改进的扰动观察法。新的控制策略将|d P/d V|作为步长的调整系数，通过步长的不断调整来更好地跟踪最大功率点。利用Matlab/Simulink进行仿真实验，实验结果表明，改进的扰动观察法不仅能够保证最大功率点的跟踪速度，还明显降低了系统在最大功率点的振荡幅度，在一定程度上保证了系统运行的稳定性，避免了能量的过多损失。     

高效能光伏充电系统研究

针对光伏充电系统存在的缺陷,提出了一种增强型最大功率点跟踪（MPPT）控制方法。该方法以负载获取最大功率为系统性能评价标准,将太阳能电池和控制器作为整个系统,蓄电池作为负载,并以充电电流为采样信号,利用DC-DC升压变换电路实现最大功率点跟踪,使负载始终工作于最大功率点。实验结果表明,该充电系统电路简单、控制灵活、转换效率高,在日照强度急剧变化时仍能保证负载的最大功率输入。