双向DC-DC与超级电容系统非线性协同控制研究

以含超级电容为储能本体的光伏变换器系统为研究对象,提出一种改进型非线性协同控制方法对超级电容进行充放电控制,并通过双向DC-DC变换器协调光伏供电母线与超级电容之间的能量传递,可有效增强光伏发电系统母线电压稳定性。对该控制策略进行Matlab/Simulink模拟分析与实验验证,研究结果表明:采用带积分项与设定参数在线调整的改进型非线性协同控制方法能有效提高微电网直流侧适应光伏发电随机波动性和间隙性的能力,克服超级电容充放电过程中端电压变化大、无稳定工作点及DC/DC变换器本质是非线性的弊端,从而避免电压波动引起的电网故障;在突发辐照度变为0 W/m~2,超级电容端电压大幅下降故障后系统具有快速动态恢复效果。该方法实现简单、抗干扰性强,适于超级电容直流储能单元。     

开关升压变换器在光伏发电系统中应用的研究

传统逆变器为降压变换器,不适用于光伏发电系统等需要升压的环境,并且为避免短路,需要在同一桥臂加入死区信号,这将导致输出电流波形畸变,同时也限制了其电压利用率。该文为解决上述问题,改进传统变换器拓扑结构,提出一种输入电流连续型开关升压变换器拓扑结构并将其应用到光伏发电系统中。该拓扑为单级变换器,具有升压电路简单,输入电流连续,逆变侧上/下桥臂不需要添加死区时间,抗干扰能力强等优点,可很好的应用到光伏发电系统中。该文通过实验验证了该拓扑结构的准确性及应用到光伏发电系统的可行性。     

高效屋顶光伏发电及其并网系统研究

文章针对屋顶光伏发电及并网设计了DC-DC-AC型双级式的电力变换器,即前级最大功率跟踪电路和后级单位功率因数并网逆变电路,介绍了双级电力变换器的结构与原理,研究了最大功率跟踪与单位功率因数并网问题,提出基于双环MPPT和专家PID控制的系统控制方法,通过仿真和搭建屋顶光伏发电系统实验平台,分别验证了文章方法的有效性和准确性。     

光伏占空比扰动控制MPPT及其仿真研究

根据光伏电池的物理数学模型和Boost变换器稳态工作原理对光伏占空比扰动控制机理进行了理论推导和分析。采用PSIM仿真平台对基于占空比扰动控制爬山法的光伏发电系统进行了仿真,仿真实验结果验证了理论分析。文章指出了光伏启动时占空比的合理初始值对于提高启动速度和系统光电转换效率的重要性,为改进MPPT控制策略提供了思路,对光伏系统的工程设计具有指导意义。     

基于新型混合储能结构的独立光伏发电系统

针对独立光伏发电系统特殊的工作情况,提出一种基于新型双向Buck变换器的有源式混合储能方案。建立系统模型,给出系统能量管理和控制策略。仿真和实验结果表明:所提出的混合储能方案能充分发挥超级电容器的优势,有效改善蓄电池的工作状态,延长其使用寿命,特别适合于负载功率脉动频繁的独立光伏发电系统。     

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。     

独立光伏发电系统的能量优化管理

提出了一个由光伏电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器组成的独立光伏发电系统。为了在不同的工作条件下使直流母线电压稳定,采用一种光伏发电系统的协调控制策略,对系统能量进行管理,使光伏电池和蓄电池协同工作。通过Matlab仿真证明了所提出的控制策略的正确性与可行性。     

一种新型家用光伏供电系统

提出了一种新的家用光伏供电系统.系统采用了无变压器式的能量变换器、216 V供电体制和小电流放电方式.实验分析表明,该系统可降低光伏系统成本,效率高,具有应用的可靠性,为低成本光伏发电的推广 .应用提供一条新途径.     

Energy storage-based power buffering control for photovoltaic power generation system

光伏发电系统输出的最大功率随外界环境变化而波动,无法满足负荷的供电需求,针对该问题,建立了基于储能系统的光伏发电系统结构,介绍了光伏发电系统运行原理,分析了系统功率与直流母线电压的关系,设计了无源式储能系统和有源式储能系统对功率进行缓冲以满足控制目标.仿真结果表明,有源式储能系统较无源式储能系统有更好的功率调节作用,通过双向DC-DC变换器的储放能量自动切换控制,使得光伏发电系统输出的功率与负荷需求功率良好匹配,直流电压稳定.     

新型光伏高变比开关电容DC-DC升压变换器

光伏发电系统通过BOOST升压变换器连接到直流母线,但传统的BOOST升压变换器存在变比低、开关电容网络的调压特性差等问题。文章将自举电路与BOOST变换电路相结合,并嵌入高阶开关电容升压电路,设计了一种具有升压比高、调压特性好等优点的新型升压拓扑电路。最后,通过实验结果验证了所提出拓扑的有效性,为光伏发电接口电路提供了一种新型拓扑。