海流能发电系统的最大功率跟踪控制研究

在海流能发电系统最大功率跟踪控制理论的基础上,设计了基于Buck-Boost型直流变换器的功率调节装置和采用功率、电流双闭环的控制系统。在Matlab/Simulink环境下进行了整机的建模和仿真研究,验证了模型和控制系统的正确性及有效性。搭建了试验平台,对海流能发电系统进行了试验研究,通过空载试验修正了最大功率曲线,通过最大功率跟踪试验获得了系统的静态功率跟踪结果,试验结果证明所设计的功率调节装置和控制系统能很好地跟踪最大功率点运行,实现系统最大功率输出。     

双自由度波浪发电系统的最大功率跟踪控制

文章提出了一种全封闭双自由度的振荡浮子波浪发电系统。在分析其动力学特性基础上,采用一种变负载的最大功率点跟踪(MPPT)方法,实现了系统在波浪变频率条件下的最大发电控制;通过爬山法寻找到最优负载阻值,得到参考电流;通过控制开关管的导通与关断进行电流控制,使电机电流跟随给定电流值、电机输出平均功率达到最大值,实现系统的最大功率跟踪。仿真结果表明,该方法能够跟随波浪频率变化自适应调节等效负载,实现电机的最大功率输出。     

独立运行风力发电系统功率控制器的研究与设计

通过对独立运行风力发电系统的特性和永磁同步电机数学模型的分析与研究,提出了通过调节电磁转矩-转速特性调节功率的一种控制策略,使风力发电机输出在额定风速以下自动跟踪负载用电量。运用此控制策略采用单片机作为控制芯片,设计了用于控制发电机输出功率的电子调节装置,有效地解决了独立运行小型风力发电系统功率平衡问题。     

轮缘驱动型潮流能发电系统数值分析与试验研究

分析轮缘驱动型潮流能发电系统能量转换基本原理,介绍结构特点及设计方法。并采用样机实验结合CFD数值模拟的方法,分析叶轮、发电机在不同工况下的功率特性以及发电系统综合输出特性,样机实验结果可验证CFD数值方法的有效性。样机及仿真分析结果表明一体化设计的轮缘发电系统综合性能受叶轮叶尖速比,安装桨距角,发电机运行转速及发电机电气负载等因素综合影响。     

基于BP神经网络光柴孤网运行优化控制研究

摘要： 光柴互补发电独立微电网系统,主要包括：光伏电池组发电、柴油机发电和负载等,光伏发电模型采用MPPT控制。在确保光伏最大功率输出的基础上,对原动机及其速度/功率反馈系统、同步发电机及其励磁控制系统进行分析,建立相应的数学模型。设计基于BP神经网络算法PID控制器,控制原动机的转速调整其输出功率,维持微网系统频率的恒定。仿真结果表明：该控制策略实现光伏最大功率输出,提高太阳能利用率。同时,保证微网系统的频率恒定。     

独立运行风力发电系统功率控制器的研究与设计

分析了风能的特性，通过对独立运行风力发电系统的特性和永磁同步电机数学模型的分析与研究，提出了通过调节电磁转矩-转速特性调节功率的一种控制策略，使风力发电机输出在额定风速以下自动跟踪负载用电量。运用此控制笨略采用单片机作为控制芯片，设计了用于控制发电机输出功率的电子调节装置，有效的解决了独立远行小型风力发电系统功率平衡问题。     

水平轴螺旋桨式海流能发电装置模型分析及试验研究

以5kW级水平轴螺旋桨式海流能发电装置为原型,通过计算流体力学理论及流固耦合仿真技术研究了叶片的动力学特征,并利用叶元理论及分段求解的方法计算叶轮的驱动力矩;其次建立发电机模型并就该离网型发电系统中电流控制对机组最大功率捕获的影响进行分析研究;最后利用Matlab/Simulink搭建水平轴螺旋桨式海流能发电系统整机模型并进行仿真,仿真结果与试验结果相对比论证了模型的合理性,并进一步表明通过电流控制可以提高低流速时的能量捕获效率.     

一种光伏发电系统的双扰动MPPT方法研究

针对一种开关电容(SC)的电路结构,在此基础上提出一种双扰动观察(PO)算法,形成双向互补控制的最大功率点跟踪(MPPT),通过不同收敛域的双扰动同时提高静态稳定特性和动态响应特性,其互补控制实现死区的自返回,利用Matlab仿真软件构建基于开关电容变换器的MPPT算法模型,模拟任意参数的光伏阵列,动态跟踪光照强度和环境温度的变化,通过光伏发电平台对该开关电容变换器的MPPT控制策略进行实验验证。仿真和实验结果表明:该方法能在一定范围内对太阳电池输出功率进行跟踪调节,可快速稳定地启动并减少误判,有效降低系统输出功率在最大功率点处的振荡现象,减小光伏组件的能量损耗。     

风光互补发电系统的协调控制

通过对风光互补发电系统能量流动和运行特性的分析,归纳总结出系统的4种运行模式和15种工作状态,提出了一种包括最大功率跟踪控制、负载功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和系统保护运行等控制策略的协调控制方案。该控制方案根据气象条件、负载和蓄电池工况,进行不同运行模式和工作状态之间的转换,并完成相应的控制策略,从而实现风光互补发电系统的优化及可靠运行。仿真结果验证了该文所论述协调控制方案的正确性和可行性。     

TSMC励磁的双馈风力发电系统研究

将双级矩阵变换器(TSMC)应用于变速恒频(VSCF)风力发电系统。该系统采用TSMC作为双馈发电机的交流励磁电源,利用定子磁场定向的矢量变换控制实现发电系统有功功率和无功功率的独立调节;并采用最大风能捕捉策略,实现不同风速下跟踪最大风能曲线,实现风能的有效利用。仿真结果表明该系统具有良好的稳、动态变速恒频运行特性,输出可以实现有功、无功功率的独立调节,且输出电能质量高。验证了所提控制方案的正确性和有效性。     

基于动态阻抗匹配和两步模型预测控制的最大功率点跟踪算法

为提高光伏阵列的能量利用率,提出了一种基于动态阻抗匹配(DIM)和两步模型预测控制(MPC)的最大功率点跟踪(MPPT)算法,首先建立光伏状态空间方程,计算当前时刻光伏系统动态阻抗并预测下一时刻外部阻抗,然后定义成本函数构建两步模型预测控制器,预测开关管状态控制DC/DC电路内部阻抗接近外部阻抗,从而实现光伏发电系统快速和稳定地输出最大功率,并通过Matlab/Simulink软件建立仿真模型进行验证。结果表明,该算法可行、有效,且大幅提高了光伏系统最大功率跟踪的快速性和稳定性。     

神经网络反推控制在光伏系统最大功率点跟踪中的应用

针对太阳电池输出最大功率受到光照强度和温度等因素影响的问题,提出一种基于神经网络反推控制技术的最大功率点跟踪方法。首先利用神经网络求取最优直流母线参考电压,设计反推控制实现光伏发电系统最大功率点跟踪和单位功率因数并网。然后,利用神经网络对光伏发电系统的不确定性部分进行补偿,消除非线性模型的不确定性部分的影响。最后,利用Liyapulov稳定性理论证明了神经网络反推控制器的稳定性。实验结果表明该方法能同时实现光伏发电系统的最大功率点跟踪和单位功率因数并网,具有良好的抗干扰能力。     

一种可提升光伏系统在局部阴影时发电效率的阵列连接策略

为提升光伏系统在局部阴影时发电效率,给出一种光伏组件串联DC/DC变换器作为基本单元进行串并联形成新的光伏阵列形式——分布式直流变换器光伏阵列。将DC/DC选为Buck变换器,通过每一块光伏组件所串联的Buck变换器来跟踪该光伏组件的最大功率,从而实现所有组件在辐照不均匀以及制造差别等因素造成的输出特性不一致时仍能最大功率跟踪,在避免复杂的最大功率跟踪算法的同时显著提升系统发电效率。先对该连接方式进行理论分析,证明这种方法的可行性,然后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型,对传统光伏阵列与新的阵列进行对比,结果上课验证所提出的新阵列连接方式能显著提升发电效率。最后,通过实验进一步验证新阵列连接方式的有效性。     

风力和柴油联合独立发电系统仿真研究

为优化风,柴系统设计和改善控制系统,建立了风力和柴油联合独立发电系统的数学仿真模型,系统由风力机、柴油机、发电机、控制器、负载等组成.通过变桨距控制实现对风能的最大捕获,同时由负载频率控制实现对输出频率及电压的平稳控制.在风力充足时,由风力机独立发电对负载供电;在风力机捕获能量不能满足负载要求时,柴油机启动补充供电.仿真结果表明,该系统能较好地跟踪风速,且输出平稳,具有较好的稳定性和适应性,可以为独立电网供电.     

太阳能光伏发电最大功率跟踪控制器的研究

针对目前太阳能发电系统效率低、铅酸蓄电池使用寿命短等问题,利用微控制器MC9S08QG8设计一种太阳能控制器。该控制器采用升降压式DC/DC转换电路、利用电压扰动法实现最大功率点跟踪,使太阳能电池始终保持最大功率输出;控制器还能实时测量蓄电池的端电压,对蓄电池进行充放电保护。该控制器软硬件结合、可靠性高,提高了太阳能发电系统的效率,延长了蓄电池的使用寿命。     

两级式光伏并网系统建模与控制研究

建立了由Boost DC/DC电路和LCL滤波器的逆变电路组成的两级式单相光伏并网系统数学模型。前级Boost DC/DC电路采用变步长的扰动观察法调节占空比改变光伏阵列的输出电压,实现最大功率点的跟踪;后级LCL滤波器逆变电路采用电网电压前馈和电流跟踪控制技术,利用前馈补偿有效抑制电网波动,具有很好的跟随性能和抗干扰性能;改善系统的动态性能,有效减少系统产生的高次谐波。最后用Matlab软件对该模型进行了仿真,证明了建模和控制方法的有效性和可行性。     

基于动态阻抗适配的光伏系统最大功率点跟踪算法

针对光伏发电系统最大功率点跟踪控制中结构复杂度与控制效果难以兼得的问题,文章从阻抗适配角度论证了最大功率传输理论应用于光伏系统控制的正确性,并提出一种具备快速自寻优能力的光伏系统最大功率点跟踪控制方法。通过Matlab仿真并与常见最大功率点跟踪控制方法相比较,文章所提出的算法具有更好的跟踪效果。     

模型预测控制结合黄金分割点法的MPPT控制

最大功率点跟踪是目前光伏发电技术的研究重点,针对传统最大功率点跟踪算法的不足,提出了一种模型预测控制结合黄金分割点法的最大功率点跟踪方法。首先利用黄金分割点算法得到最大功率的参考值,并结合模型预测控制预测出由输出功率构成的最优化性能指标函数,然后通过控制Boost变换器的开关管占空比,快速准确地跟踪光伏电池的最大功率点,最后运用MATLAB/Simulink仿真软件搭建光伏发电系统的最大功率点跟踪仿真模型,并利用仿真结果来验证模型预测控制结合黄金分割点法最大功率点跟踪方法的可行性。     

多重化双向DC/DC变换器电流增广控制研究

针对光储分布式发电系统中多重化双向DC/DC变换器结构,提出一种基于输入-输出线性化的增广电流控制方法。首先建立双向DC/DC变换器仿射非线性模型并分析其内动态方程,确定以电感电流为输出的状态空间描述;然后利用非线性变换将输入-输出线性化并引入增广电流反馈机制,根据二阶经典控制系统,设计控制器参数。最后经数字仿真验证该文提出的控制方法可准确、快速、强鲁棒性地跟踪功率指令,消除稳态误差对电网和负荷的不良影响,多重化结构与错相调制有效减小电感电流以及储能充放电电流纹波。     

并网光伏发电系统暂态特性研究

基于光伏发电系统的物理模型研究,在matlab/simulink中开发了包含光伏阵列模型、光伏阵列的最大功率跟踪（MPPT）模块、DC/DC升压电路和采用电压及电流环控制的逆变系统在内的动态仿真模型,并建立了基于电压型逆变器的暂态数学模型;并通过仿真得到了并网光伏发电系统辐射强度突变和发生短路时的暂态运行特性,为深入研究并网光伏发电系统的暂态特性建立了基础。