基于多峰值拆分的局部阴影下最大功率点跟踪研究

文章提出一种多峰值拆分的方法。首先,根据光伏阵列的阴影分布,将多峰拆分成光照均匀下的若干单峰;其次对拆分后单峰对应的新光伏阵列进行参数辨识,并利用遗传算法对辨识出来的参数优化,准确建立各单峰的光伏阵列模型,进而分析其在局部阴影情况下的输出特性;再次对所得模型进行理论求解,基于理论结果进行最大功率点跟踪,快速得到全局最大功率点。最后,通过搭建仿真模型,验证文章所提方法的准确性和可行性。     

AMPSO闭环控制及在光伏多峰MPPT中的应用

针对光伏阵列的输出特性具有非线性、时变性和多峰性等特点,提出一种基于自适应变异的粒子群优化(AMPSO)闭环控制方法,并将其应用于光伏阵列多峰情况下的最大功率点跟踪。该方法的优点为:采用AMPSO算法来预测最大功率点电压,可克服粒子群算法(PSO)存在的早熟收敛问题;采用电压闭环控制来跟踪最大功率点电压,可实现阵列输出电压的准确控制。仿真和实验结果表明该方法可快速跟踪外部环境变化,准确搜索到最大功率点,有效提高光伏系统的效率。     

局部阴影下光伏阵列全局MPPT控制方法

在局部阴影条件下,由带旁路二极管光伏组件构成的光伏阵列的功率-电压特性曲线可能有多个局部最大功率点。为保证寻找到光伏阵列的全局最大功率点,提出了一种基于扰动观测法和导纳增量法的改进全局最大功率点跟踪的控制方法。通过建立仿真模型和试验,验证了该方法的有效性。与基于普通扰动观测法的控制策略比较分析表明,改进算法具有更好的跟踪效果与更小的功率振荡损失。     

光伏系统在局部阴影条件下避免困于局部最大功率点跟踪算法研究

光伏阵列受到局部阴影遮蔽时其P-V特性会呈现多峰特性,出现多个局部峰值。为了避免传统最大功率点跟踪算法在此情况下难以找到全局的最大功率点,文章提出了一种优化最大功率点跟踪算法,该算法适用于局部和全局阴影发生的情况。在局部阴影情况下,通过MATLAB仿真和样机试验与传统最大功率点跟踪算法相比,该优化算法能够判断阴影遮蔽情况是否发生,在局部和全局均一阴影的情况下都能够跟踪到全局最大功率点,避免光伏阵列的功率损失,提高光伏系统效率。     

基于改进花授粉算法的光伏最大功率点追踪研究

针对厂区光伏在局部阴影或光照不均匀的情况下,光伏阵列输出存在多个极值点,导致传统优化算法追踪最大功率点时存在速度慢和精度低等问题,提出了基于改进花授粉算法的光伏最大功率跟踪控制策略。采取有利于全局广泛搜索的自适应系数对全局搜索进行改进,提高了算法的收敛速度与精度。通过MATLAB/Simulink建模仿真,证明了所提出的改进花授粉算法在复杂光照条件下具有更快的收敛速度与追踪精度。     

复杂遮荫下基于改进GWO的光伏多峰MPPT控制

光伏阵列在复杂遮荫环境下的P-U曲线呈现多个峰值导致最大功率跟踪（MPPT）算法失效，为此提出双层控制模型，在上层模型中将Levy飞行和多项式变异策略嵌入灰狼算法，构建Levy-变异灰狼优化算法（LPGWO）搜索全局最大功率点；在下层模型中采用扰动观察法对最大功率点进行局部跟踪，进而有效降低复杂遮荫环境下的功率振荡。仿真结果表明，在多峰MPPT控制中，所提模型具有跟踪速度快、收敛精度高、整体功率振荡小等特点，能有效提升复杂遮荫环境下光伏阵列的最大功率跟踪效率和精度。     

复杂光照条件下串联光伏阵列特性研究及最大功率跟踪

分析复杂光照条件下旁路二极管的接入对串联光伏阵列输出特性的影响,根据单个光伏模块的数学模型,导出复杂光照条件下串联光伏阵列的数学模型;通过对各种光照条件下串联光伏阵列输出特性的分析研究,总结U-I曲线中呈现恒流源特性的电压区间与不同光照之间存在的关系,提出一种在复杂光照条件下快速追踪串联光伏阵列最大功率点(maximum power point,MPP)的算法,算法能够在复杂光照导致的多个MPP中确定全局最大功率点(global maximum power point,GMPP)。仿真表明,提出的算法能够识别阵列是否处于复杂光照情况下并快速追踪到GMPP。     

基于改进多种群遗传算法的光伏阵列多峰值MPPT研究

光伏阵列在实际工作条件下因灰尘、受照不均匀等影响而功率输出呈现多峰特性,传统的最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）算法不能实现全局寻优,无法精确跟踪到最大功率点。遗传算法可以有效解决多峰寻优问题,但一般遗传算法在跟踪过程中会出现早熟、准确率较低等问题,为此,提出一种多种群遗传算法（multiple population genetic algorithm,MPGA）与扰动法相结合的算法来解决此类问题。在光伏电池拓扑模型中,采用优化双二极管代替单二极管模型,并在Matlab/Simulink下进行建模仿真。结果表明：该算法可以准确快速高效地找到局部阴影条件下光伏阵列的最大功率点。     

融合最大功率点追踪的光伏发电功率全局控制研究

不确定自然环境因素的影响下，光伏发电输出功率的非线性特征增加了其控制难度，导致新能源发电的利用率偏低。为解决该问题，基于最大功率点追踪技术，提出光伏发电功率全局控制新方法。结合辐照强度、光照温度等外界条件，建立光伏发电模型。利用均匀光照下的最大功率点追踪方法，构建比例因子对追踪动态响应速度的影响模型。在光照不均匀条件下，将单峰值非线性特征曲线转变为多峰值非线性特征曲线，求解多峰值非线性特征的全局最大值问题，利用蚁群算法选取高信息素路径作为最优解，实现发电功率全局控制。采用simulink软件构建光伏发电仿真模型，分析不同辐照强度条件下的光伏发电功率控制效果。经实验验证，所提方法能够适应多辐照强度与变化辐照强度等条件，提升了新能源利用率与新能源发电的效益回报，具备投入实践应用的条件。     

递推最小二乘法与细菌觅食算法相结合的光伏阵列MPPT控制方法

要： 针对复杂应用环境下光伏阵列的P-V输出特性曲线呈现多峰值的问题,提出了一种递推最小二乘法与细菌觅食算法相结合的光伏阵列最大功率点跟踪算法,分析了复杂应用环境对光伏最大功率点跟踪控制的影响。针对状态变化造成的多功率极值问题,首先运用递推最小二乘法进行滤波预处理,再采用细菌觅食优化算法准确跟踪到了全局最大功率点。MPPT仿真和试验结果均表明,该算法成功摆脱了局部最优解的约束,可准确跟踪阵列全局最大功率点且有效抑制了电磁噪声。与单纯的细菌觅食算法相比,本文算法精度更高,为光伏阵列最大功率点跟踪提供了一种实现方法。     

Modeling and maximum power point tracking (MPPT) method for PV array under partial shade conditions

Influenced by partial shade, PV module aging or fault, there are multiple peaks on PV array's output power–voltage (P–V) characteristic curve. Conventional maximum power point tracking (MPPT) methods are effective for single peak P–V characteristic under uniform solar irradiation, but they may fail in global MPP tracking under multi-peak P–V characteristics. Existing methods in literature for this problem are still unsatisfactory in terms of effectiveness, complexity and speed. In this paper, we first analyze the mathematical model of PV array that is suitable for simulation of complex partial shade situation. Then an adaptive MPPT (AMPPT) method is proposed, which can find real global maximum power point (MPP) for different partial shade conditions. When output characteristic of PV array varies, AMPPT will adjust tracking strategies to search for global peak area (GPA). Then it is easy for conventional MPPT to track the global MPP in GPA. Simulation and experimental results verify that the proposed AMPPT method is able to find real global MPP accurately, quickly and smoothly for complex multi-peak P–V characteristics. Comparison analysis results demonstrate that AMPPT is more effective for most shade types.     

A study of a two stage maximum power point tracking control of a photovoltaic system under partially shaded insolation conditions

A photovoltaic (PV) array shows relatively low output power density, and has a greatly drooping current–voltage (I–V) characteristic. Therefore, maximum power point tracking (MPPT) control is used to maximize the output power of the PV array. Many papers have been reported in relation to MPPT. However, the current–power (I–P) curve sometimes shows multi-local maximum point mode under non-uniform insolation conditions. The operating point of the PV system tends to converge to a local maximum output point which is not the real maximal output point on the I–P curve. Some papers have been also reported, trying to avoid this difficulty. However, most of those control systems become rather complicated. Then, the two stage MPPT control method is proposed in this paper to realize a relatively simple control system which can track the real maximum power point even under non-uniform insolation conditions. The feasibility of this control concept is confirmed for steady insolation as well as for rapidly changing insolation by simulation study using software PSIM and LabVIEW.     

局部阴影条件下基于改进电导增量法的光伏系统最大功率跟踪方法

在局部阴影的情况下,由于串联式光伏组件的输出特性不同而产生多个极值点,使得传统的最大功率追踪（maximum power point tracking, MPPT）方法陷入局部极值点而失效。文中提出一种针对两级并网光伏系统的改进电导增量法以适应光伏阵列在局部阴影下的多峰值最大功率跟踪,通过分析最大功率点电压的变化范围,设定最大功率电压搜索范围以提高搜索效率,并通过DC/DC Boost变换器占空比实现输入电压控制,保证算法不陷入局部极值点。最后利用仿真实验验证了该算法在有、无阴影情况下均能准确地跟踪光伏方阵最大功率,有效提高了光伏阵列输出效率。     

阴影遮蔽条件下光伏发电效率的增大方法

受阴影遮蔽影响,光伏阵列输出功率下降,功率曲线呈现多峰值,使传统的最大功率点(MPPT)算法失效陷入局部极值点。基于光伏电池的等效电路模型,在正常和有阴影遮蔽情况下对光伏组件串并联输出特性进行仿真,分析功率曲线上局部极值点的产生原因及变化规律。针对阴影遮蔽对光伏发电效率的影响,提出建立微型光伏发电系统,采用光伏组件间解耦的方法,跟踪每个光伏组件的最大功率点,使光伏发电效率达到最优。试验结果验证了该方法的可行性,为今后光伏电站的建设提供了指导。     

光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进

光伏发电系统中光伏电池的输出特性具有唯一的最大功率点(MPP),需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪(MPPT)。文中分析了几种常见的最大功率点跟踪控制方法对比分析了它们的优缺点。针对MPPT控制方法中存在的启动特性较差、跟踪过程不稳定、精度不高等特点,采用一种改进爬山法,该法以恒定电压法作为启动特性及采用变步长进行跟踪控制,并利用Matlab/Simulink搭建了改进爬山法的MPPT控制模型,仿真结果验证该方法的有效性。     

基于自适应变异粒子群算法的光伏MPPT控制研究

针对局部遮阴(PSC)时,光伏阵列输出P-U曲线出现多峰值现象,传统最大功率点追踪(MPPT)算法易陷入局部最优解,无法追踪到全局最优解的问题,该文提出基于自适应变异粒子群算法的光伏MPPT控制方法.在粒子群算法寻优过程中同步调整学习因子与惯性权重,以提高算法收敛速度与精度,同时引入变异机制以扩大粒子搜索范围,增强算法...     

光伏发电的最大功率跟踪算法研究

太阳能光伏阵列的输出特性受外界环境因素的影响,为了跟踪太阳能光伏阵列输出功率最大点,实现光伏阵列和负载的匹配,常在系统中加入最大功率跟踪器。准确跟踪太阳能光伏阵列的最大输出功率点依赖于有效的搜索算法。分析了传统的扰动观察法和增量电导法的特点,并提出了一种新的变步长寻优算法。通过验证表明,这种算法能够快速准确地跟踪最大功率点。     

太阳能光伏并网系统的控制与仿真

介绍光伏阵列的等效电路、数学模型,以及光伏电池的电气特性,在Madab/Simulink下建立光伏发电系统的动态仿真模型,用Boost电路实现最大功率点跟踪,采用电导增量法实现对占空比的控制.分析单相和三相光伏发电系统中各模块的作用,观察不同环境温度和光照强度下输出波形变化,验证了系统的有效性和正确性.     

Maximum photovoltaic power tracking for the PV array using the fractional-order incremental conductance method

This paper proposes maximum photovoltaic power tracking (MPPT) for the photovoltaic (PV) array using the fractional-order incremental conductance method (FOICM). Since the PV array has low conversion efficiency, and the output power of PV array depends on the operation environments, such as various solar radiation, environment temperature, and weather conditions. Maximum charging power can be increased to a battery using a MPPT algorithm. The energy conversion of the absorbed solar light and cell temperature is directly transferred to the semiconductor, but electricity conduction has anomalous diffusion phenomena in inhomogeneous material. FOICM can provide a dynamic mathematical model to describe non-linear characteristics. The fractional-order incremental change as dynamic variable is used to adjust the PV array voltage toward the maximum power point. For a small-scale PV conversion system, the proposed method is validated by simulation with different operation environments. Compared with traditional methods, experimental results demonstrate the short tracking time and the practicality in MPPT of PV array.