光伏并网逆变系统的MATLAB仿真研究

光伏并网发电系统是光伏发电系统发展的趋势。单极式光伏并网逆变系统具有拓扑结构简单，成本较低的有点。这种系统中只存在一个能量变换环节，太阳能最大功率点跟踪（MPPT），电网电压同步等控制目标需要考虑。本文介绍了单极式光伏系统的拓扑结构和实现最大功率的工作原理．阐述了电导增量法实现MPPT的基本思想。根据光伏系统并网发电拓扑结构，设计了一套新型的实现最大功率跟踪的单极式光伏并网逆变器，逆变器控制部分由DSP实现最大功率跟踪和输出电流跟踪控制，实现了逆变输出电流与电网同步，且高功率因数运行。仿真和实验结果表明，单极式光伏并网逆变系统能准确跟踪太阳能电池最大功率点，并具有较好的稳定性。     

太阳能最大功率点跟踪双重寻优算法研究

针对传统太阳能最大功率点跟踪算法效率较低的缺点,在原有经典定电压跟踪方法的基础上,提出了基于扰动观察法和梯度法的双重寻优最大功率点跟踪算法.采用Matlab/Simulink工具对单相光伏逆变并网系统进行仿真.仿真试验结果表明,该算法能更稳定、更高效地对太阳能最大功率点进行跟踪,并能保持系统稳定和跟踪精度,具有很好的动态性能.     

光伏并网发电系统软件锁相技术的研究

光伏并网发电系统是利用太阳能的主要技术之一,并网逆变器是实现其与电网连接的核心部分。为使光伏并网逆变器逆变输出电流能够更好地跟踪电网电压基波,完成同步锁相功能,本文以1kW单相光伏并网逆变器为研究平台,阐述光伏并网逆变器的工作原理和系统结构,分析并网逆变器的并网控制技术,提出一种基于坐标变换的双park鉴相器的软件锁相技术,最后通过Matlab仿真验证该方法的可行性。     

三相电压型光伏并网装置控制策略的研究

随着传统能源的日益枯竭,太阳能无疑是极具发展潜力的新能源.光伏发电(太阳能)可分为独立供电和并网发电两种;重点研究三相光伏并网系统的控制策略,阐述了利用电网电压前馈补偿以及电流跟踪技术并网的原理,针对单级式光伏并网发电(此结构的特点就是效率高,但必须在一个功率变换环节实现升压、最大功率跟踪、DC/AC逆变,控制相对复杂),利用d-q变换,得到了一种有功功率和无功功率分别独立进行控制的方法;最后通过建立相关的MATLAB控制模型进行仿真,实现了网侧电流的正弦化及单位功率因数,验证了设计的正确性.     

单相光伏并网逆变系统的模糊PID控制

研究太阳能光伏逆变系统优化控制问题.太阳能作为一种新能源被越来越广泛的应用,太阳能光伏并网逆变系统是一个非线性、时变的系统,传统PID控制很难达到控制系统的性能、精度要求.针对传统PID控制器在控制上的局限性,提出了一种将模糊PID控制代替传统PID控制应用在太阳能系统中的优化控制方法.根据控制对象建立合理的模糊规则表,采用Mamdani模糊算法,建立模糊PID控制器,实现参数的在线优化.在MATLAB软件建立SPWM控制的单相光伏并网逆变系统,通过与传统PID控制器的仿真结果对比,证明模糊PID控制对于光伏逆变系统有更好的控制效果.     

基于PSIM的单相并网逆变器控制算法仿真分析

单相光伏并网逆变器可以应用于太阳能路灯、家用电气和普通照明、小功率电气应用等领域。在PSIM仿真软件中采用简化C模块编程实现光伏最大MPPT跟踪控制、通过二阶通用积分法构建正交αβ坐标系,在其基础上完成电网电压的单相软件锁相;在并网逆变环节,采用电压电流双闭环实现并网功率控制,其中电流环采用PI+重复控制以提升控制性能。探讨了各单相光伏并网器主要环节的实现算法,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

单相并网逆变电流分数阶PI控制策略研究

并网发电系统中,逆变器输出的并网电流易受到电网电压周期性扰动等非线性因素干扰,导致并网电流波形畸变。建立单相光伏并网逆变控制系统模型,设计一种逆变电流分数阶PI(PIλ或FO-PI)控制器,根据控制系统的频域特性,确立控制器的比例、积分系数及积分阶次与系统性能指标的关系;在整数阶PI控制器和分数阶PI控制器的分别作用下,对系统的动态和稳态性能、抗干扰性及并网逆变特性进行仿真对比,并应用快速傅里叶变换（FFT）对系统各自的逆变并网电流质量进行了分析。仿真结果表明,分数阶控制系统在满足各项稳态性能指标的同时,降低了并网电流谐波总畸变率（THD）,并提升了系统的动态性能和抗干扰能力。     

两轮不平衡小车变结构控制抖振与鲁棒性研究

为了进一步减小两轮不平衡小车在变结构控制过程中产生的抖振,同时保留系统滑模的鲁棒性,针对反馈线性化得到的小车系统的线性模型,首先基于饱和函数准滑模指数趋近率,以常规切换面为基础设计动态切换面准滑动模态控制器.该控制器有效地削弱了系统的抖振,但也削弱了系统的鲁棒性;然后通过给趋近律中加入扰动跟踪项设计出带扰动跟踪项的动态...     

光伏并网发电模拟装置(2)

<正>本设计以dsPIC30F2010单片机为控制器,采用全桥DC/AC逆变电路和双极性SPWM控制构建模拟光伏并网发电系统。设计的系统绝大部分指标满足设计指标要求,不仅具有性能优良的模拟光伏     

太阳能光伏MPPT技术仿真研究与硬件电路设计

最大功率点跟踪(MPPT)技术是太阳能光伏发电系统的核心技术,如何进行快速、准确地跟踪,直接影响到整个光伏发电系统的性能。提出一种简单易行、快速、准确的最大功率点跟踪技术,并进行了仿真研究。最后对直流升压-逆变的两级拓扑结构设计的光伏逆变系统,进行了直流升压电路及其功率开关管IGBT驱动的硬件电路设计。驱动电路的测试结果表明,该驱动电路响应快、性能好、设计简洁,为MPPT技术的动态跟踪提供了有效的硬件基础。     

基于PSIM的光伏矩阵MPPT通用模型的设计与应用

基于光伏矩阵的物理特性,在PSIM仿真环境下,设计带有最大功率跟踪技术(MPPT)仿真算法的光伏矩阵仿真模型,应用于实际的单相光伏并网系统。测试数据表明,仿真模型可以模拟任意参数的光伏阵列,跟踪光照强度、环境温度的变化,为光伏发电系统动态仿真提供了良好的设计平台。     

并网运行的直驱风力发电系统建模及仿真研究

在PSCAD/EMTDC中建立了包含风速、风力机、直驱同步发电机、轴系扭振模块、变流器及其控制部分的并网直驱风力发电系统模型,提出了基于最大风能跟踪控制结合变桨距控制的策略,研究了在变风速输入和网侧出现单相短路故障时直驱型风力发电系统的动态响应特性,仿真结果表明了并网直驱风力发电系统模型及其控制策略的正确性和可行性。     

基于数字信号控制器的单相光伏并网逆变电源设计

基于单相光伏并网系统的拓朴结构和工作原理,设计了以DC-DC升压电路为前级,DC-AC逆变器其后级的并网系统结构。控制部分是基于数字信号控制器dsPIC30F6010的电压电流双闭环跟踪控制策略,并对并网电流闭环控制和并网同步实现进行分析。采用SVPWM算法控制功率器件工作,电导增量法跟踪控制所产生的交流电源,给出相应的程序框图,实现了与电网电压同步的正弦电流输出波形。该实验装置结构简单,控制精度高,输出电流谐波失真小,有较强的实时性。     

具有谐波补偿功能的光伏并网逆变器控制策略研究

随着高新能源技术的发展,光伏并网发电在通过逆变器并网时往往会产生大量的不同谐波,并因此消耗大量的电能。接入电网的光伏并网逆变器中存在大量的负载,这将使整体电网质量下降。针对此问题,论文提出一种具有谐波补偿功能的光伏并网逆变器控制方法,通过谐波补偿装置采集电网中的谐波含量,并基于MPPT算法对所采集的谐波进行分析、计算,根据所计算出的分析结果补偿谐波。该技术方案在三相电和单相电情况下均可正常使用。通过在实验室Matlab/Simulink环境下建立系统拓扑构架进行试验,电网中的电流谐波含量大大降低,从而消除了电网谐波对负载光伏并网逆变器的影响,因此,仿真结果验证了理论分析,该技术方案具有一定的实用价值和科研价值。     

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

基于PLC的太阳能电池板自动跟踪系统的研究

研究了基于可编程逻辑控制器(PLC)的太阳能电池板自动跟踪系统。该系统有效地提高了太阳能的利用率和光伏发电系统的效率,降低了光伏并网发电的成本,具有理论研究意义和应用推广价值。     

家用小功率光伏发电系统的设计

文中首先介绍了光伏发电系统的国内外研究现状,并得出了理论研究较多,涉及到实际产品研发较少的结论。在此背景下分析了光伏发电系统基本架构和逆变器拓扑结构,重点对比研究了工频变压器隔离并网型（DC/AC+AC/AC）、非隔离式并网型（DC/DC+DC/AC）、高频变压器隔离并网型（DC/AC/DC+DC/AC）等3种常见逆变器结构;然后结合家用这一实际情况对这3种结构进行了一一剖析,在此基础上提出了DC/DC+DC/AC/DC+DC/AC的3级架构设计方案,其中包括斩波电路、推挽升压电路、逆变电路三部分;最后以STM32ZET6单片机为系统核心控制器件,设计并完成光伏发电系统中各个硬件板卡的焊接和调试功能,通过测试样机得到实验数据。实验结果表明文中提出的DC/DC+DC/AC/DC+DC/AC架构设计方案易实现,实验样机能源利用效率和稳定性较高,体积小,能够满足家用要求。     

时滞离散系统的非线性准滑模鲁棒控制

针对一类变时滞离散系统,基于一种新型的非线性时变准滑模面设计方案,研究了系统的鲁棒滑模控制问题.首先,给出了该种非线性切换函数的一般形式,该类准滑模面具有时变的特征,且能够动态地改善系统的运动品质.利用自由权矩阵与线性矩阵不等式技术,给出了该类时滞离散系统非线性准滑模面的设计方法,并得到了稳定的非线性准滑模面存在的充分条件;其次,基于一种改进的离散趋近律方法,设计了相应的准滑模控制器,以保证系统的状态在有限时间内到达准滑模,从而将此类非线性系统的滑模变结构控制的分析与综合问题推广到了时滞非线性系统.最后,仿真结果表明,在本文所设计的准滑模面与准滑模变结构控制器的作用下,系统的状态是稳定的,且具有响应速度快、超调量小、调节时间较小等优点,从而说明了本文所设计方法的有效性.     

Type-2 Fuzzy Adaptive Output Feedback Saturation Control for Photovoltaic Grid-connected Power Systems

The adaptive interval type-2 (IT2) fuzzy output feedback control problem is studied for a single-phase photovoltaic grid-connected power system. The equivalent resistors of the inductors in the system are unknown and the part states are not available. Interval type-2 fuzzy logic systems (IT2FLSs) are utilized to approximate the uncertain nonlinear dynamics, and an IT2 fuzzy state observer is designed to estimate the unavailable states. By introducing a command filter method and using a backstepping control design technique, an IT2 fuzzy output feedback control scheme is investigated, in which the constraint conditions of pulse width modulation are ensured via mean-value theorem. It is proved that all the variables of the closed-loop photovoltaic system are uniformly ultimately bounded. The simulation and comparison results demonstrate the validity of the proposed control scheme.

     

DSPIC30F4011的模拟光伏并网发电系统

为了满足模拟光伏并网对于频率相位相同的基本要求,且具有最大功率点跟踪(MPPT)和欠压过流保护功能,设计了以DSPIC30 F4011为核心的控制系统,结合简单的模拟电路和数字电路实现了太阳能电池的最大功率点、频率及相位的跟踪.逆变器采用SPWM控制方式,将直流电逆变为标准单相正弦波交流电.研究结果表明,该系统具有效率高、总谐波失真低、跟踪性能优异和保护完善的特点.