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。     

一种改进型扰动观察法在最大功率点跟踪中的应用

光伏发电系统中,为了提高发电效率,必须采用最大功率点跟踪方法,其中扰动观察法因其算法简单、容易实现,对参数检测精度要求不高等优点,而被广泛应用。但是传统扰动观察法在最大功率点处存在功率波动,针对这一问题,提出一种改进型变步长扰动观察法。该方法在步长的选择方式和步长形式中引入功率P,在外界环境变化较大时,变步长区域变化小,在不同外界条件下都可以保持较好的最大功率点动态跟踪特性和稳态精度,改善了传统的变步长扰动观察法在外界环境变化较大时,动态特性和稳态精度不能兼顾的问题。通过仿真和实验对比了改进前后两种方法的动、静态特性,验证了该方法的正确性和有效性。     

基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪

常规的扰动观察法具有算法简洁、跟踪效率高的特点,在光伏阵列的最大功率点跟踪系统中得到广泛的应用。然而常规扰动观察法由于采用固定的扰动步长,难于同时获得较高的响应速度和稳态跟踪精度。本文提出了一种固定电压启动的变步长扰动观察算法,并与常规的扰动观察法进行了对比实验,实验结果证明了该方法的有效性。     

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。     

一种应用于光伏系统MPPT的变步长扰动观察法

太阳能光伏阵列的输出功率随外界环境因素的变化而变化,为了能高效利用太阳能电池,需要进行光伏阵列的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)。扰动观察法以其简单有效而得到了广泛应用。提出了一种新颖的变步长扰动观察法,对传统方法的动态特性进行优化。在Matlab/Simulink下进行了系统的建模与仿真,并进行了实验研究。结果表明,该方法能快速准确地跟踪外部环境变化,并能保证系统的稳定性。     

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。     

短路电流结合扰动观察法在光伏发电最大功率点跟踪控制中的应用

光伏电池输出功率随外部环境和负载的变化而变化,为充分发挥光伏器件的效能,需采用最大功率点跟踪电路。对于最大功率点跟踪电路的控制已经提出了许多方法,其中短路电流法和扰动观察法因其具有简单有效的优点而得到广泛应用。针对短路电流法的缺点,该文提出一种新的在线短路电流控制方法。该方法在不干扰系统正常工作的情况下,能迅速感知外部环境变化,但该方法效率不高。为充分发挥光伏电池的效能,在线短路电流控制方法的基础上再引入扰动观察法。该文扰动观察法的扰动步长针对最大功率点处稳态特性进行优化,优化后,扰动观察法可有效消除光伏器件输出功率在最大功率点的振荡现象,从而提高系统效率。仿真和实验研究证明,该方法可以快速跟踪外部环境变化,并消除系统在最大功率点的振荡现象。     

改进的光伏发电系统最大功率点跟踪方法

光伏发电系统可采用最大功率点跟踪控制技术来提高输出功率,但常规变步长扰动观察法存在功率-电压特性曲线的低压区变步长跟踪效果差、步长灵敏度受光照强度影响大等缺点。从变步长算法和控制系统结构两方面提出了改进措施,并在利用MATLAB/Simulink工具建立的最大功率点跟踪系统仿真平台上与常规变步长扰动观察法进行了对比试验。试验结果表明,跟踪时间和跟踪步数分别减少了50%和75%,同时PID控制环节使光照强度快速变化时的跟踪电压偏差从48.3%降低到13.8%,明显地提高了系统的动态性能。     

一种电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法

针对定步长扰动观察法存在的不足(扰动步长过小,外部条件变化较快无法快速跟踪;扰动步长过大,在最大功率点功率振荡比较大),为了提高电流快速跟踪能力,提出一种基于电流预测控制的自适应变步长最大功率跟踪方法。该方法结合自适应变步长控制器和电流预测控制器各自优点,将此方法应用于中点钳位型三相三电平光伏发电系统。建立起10 kW三相三电平光伏发电系统实验平台,并与传统最大功率跟踪方法进行对比实验。实验结果表明:所提出的最大功率跟踪方法使系统具有很好的静、动态性能。     

光伏发电的最大功率点跟踪控制

最大功率点的跟踪(MPPT)是提高光伏发电系统效率的有效手段之一,本文在分析光伏电池输出特性的基础上,讨论了几种常见的最大功率点跟踪算法,最后提出了改进的变步长扰动观测法,并进行了仿真验证。     

光伏发电系统最大功率点控制策略的研究

光伏发电系统中光伏电池的输出特性易受到外界环境因素的影响,为了提高光伏阵列的效率则采用最大功率点跟踪控制.针对传统的扰动观察法跟踪步长固定和振荡幅度大的问题,在传统扰动观察法的基础上提出了改进的变步长自适应算法.在MATLAB/Simulink模块中,在不同光照强度的情况下对两种算法进行仿真分析,结果显示改进后的算法跟踪速度更快且系统工作状态更稳定.     

基于扰动观察法的光伏电池最大功率跟踪控制

本研究提出了基于扰动观察法的最大功率点跟踪方法。该控制方法以光伏电池的数学模型为基础,检测太阳能发电输出功率的变化,根据检测结果,调整光伏电池的相关参数,以达到最大功率点跟踪的目的。通过Matlab/Simulink仿真,结果表明提出的改进算法能有效提高光伏发电系统的发电效率。     

梯度式变步长MPPT算法在光伏系统中的应用

针对光伏系统最大功率点跟踪技术的研究和应用现状,提出一种梯度式变步长扰动观察法。该方法基于梯度寻优思想,在扰动过程中按照P-U特性曲线的斜率可自动改变扰动步长,进而提高系统寻优效率。但由于扰动观察法自身存在缺陷,在外部条件出现剧烈变化时,可能存在误判问题并最终导致故障。为解决该问题,在梯度式变步长扰动观察法基础上引入功率预测算法。基于该扰动观察法的控制策略,利用Matlab/Simulink对光伏系统的静、动态特性进行仿真,验证该方法的可行性。并在10 kW样机上进行实验研究,结果表明该方法具有很好的动、稳态性能,能有效地消除误判,实现最大功率点跟踪。     

光伏发电系统改进型扰动观察最大功率跟踪研究

受光辐射度、温度等外部环境因素的影响,光伏发电系统需加入最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)环节,为缓解其追踪速度与精度的矛盾,提高系统的电能转换能力,在分析光伏阵列数学模型与输出特性的基础上,提出一种改进型扰动观察MPPT算法。根据光伏阵列输出功率变化的方向来确定电压扰动的步长,在距离最大功率点较远时采取较大的固定步长,在最大功率点附近采取逐步减小的步长。结果表明,改进的算法可以准确追踪光伏阵列最大功率点,有效解决了最大功率跟踪速度与精度之间的矛盾。     

一种扰动观察法在光伏发电MPPT中的应用

分析了光伏电池的特性和扰动观察法的优缺点,针对扰动观察法步长难确定和光伏电池最大功率点两侧具有非对称性的特点,提出了一种改进扰动观察法。将该方法应用于光伏电池的最大功率跟踪,仿真和实验结果均表明该方法能在外界环境变化的情况下,保证光伏电池快速、精确地跟踪最大功率点,稳态精度较高,提高了光伏电池的利用率。     

固定电压法结合扰动观察法在光伏发电最大功率点跟踪控制中应用

对光伏发电系统提出了一种新的最大功率点跟踪(MPPPT)控制方法,即在外界环境或负载突变时,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;在此基础上引入小步长的扰动观察法,对最大功率点处的稳态特性进行优化,可有效减小光伏阵列的输出功率在最大功率点的振荡现象.对固定电压法、扰动观察法以及所提的两者的结合方法分别进行仿真,结果表明,所提方法能够快速、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。     

一种新颖的光伏自适应变步长最大功率点跟踪算法

针对光伏P′（U）-U特性曲线的变化率在最大功率点两侧差异较大,传统变步长算法的步长及速度因子较难选择的问题,提出一种新的自适应变步长最大功率点跟踪算法,该算法根据光伏P′（U）-U曲线的几何特性自适应地选取步长。与其他变步长算法相比,该方法不需要计算最大步长及速度因子,避开了复杂的计算过程且不会因为步长选取的不恰当而产生死区问题。仿真结果表明该算法具有良好的动态跟踪速度和稳态跟踪精度。     

基于改进的扰动观察法在光伏发电MPPT中的应用

光伏电池是一种非线性电源,随外界环境的变化而变化,为了提高光伏阵列的利用率,光伏系统中需采用最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)。近年的研究中,提出了许多跟踪算法,其中应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法。在分析扰动观察法的基础上,进行优化提出了一种改进的变步长算法,它有效提高了最大功率点跟踪过程中的跟踪速率,克服了扰动方向的误判问题,消除了在最大功率点的振荡现象。仿真与实验结果证明了该方法的有效性。