光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究综述

在光伏发电系统中,为了提高光伏电池的利用效率,需要对光伏电池的最大功率点进行准确和快速的跟踪。阐述和评价了目前国内外出现的几种方法的原理和特点,对这几种方法进行了分析比较,最后探讨了最大功率点跟踪控制方法的发展思路,并对该领域今后的研究方向做了展望。     

光伏发电系统最大功率点快速跟踪控制研究

针对光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)恒定电压控制法(CVT)的缺点,提出了一种新的基于温度系数在线修正的改进CVT法,与传统的CVT控制相比,它能更快速准确地跟踪最大功率点(MPP)。为进一步提高跟踪控制的精度和效率,结合电导增量法(IncCond)实现对光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)的复合控制,即在系统偏离MPP误差较大时采用CVT控制,快速调整光伏组件的工作点,再采用IncCond进行MPPT控制。最后通过实验验证了该MPP快速追踪控制策略的正确性和优越性。     

光伏系统最大功率点跟踪算法的改进及应用

在光伏发电系统中需对光伏电池的最大功率点进行跟踪来提高系统的输出功率.这里以光伏电池输出非线性特性为切入点展开研究,分析常规电导增量法和自适应算法的优缺点,针对其最大功率点跟踪(MPPT)动态和稳态性能不佳及启动过程特性较差的问题,提出改进的MPPT算法.在Madab/Simulink下进行了建模和仿真,仿真结果表明该...     

光伏系统最大功率点跟踪算法的仿真研究

通过研究光伏电池的数学模型,利用Matlab/Simulink环境建立了光伏电池的仿真模型,分析了光照、温度等因素对其输出特性的影响.分析了扰动观察法和常规电导增量法最大功率跟踪特性,针对其最大功率点跟踪动态和稳态性能不佳及启动过程较慢的问题,提出了一种变步长电导增量法,仿真验证了其在光照强度突变情况下具有较好的控制性能,提高了系统稳定性和能量转换效率.     

光伏发电系统最大功率点跟踪方法研究

为准确跟踪光伏电池最大功率点,提高光伏电池的利用效率,分析了光伏电池等效模型及其输出特性,阐述了几种常用跟踪方法的原理及优缺点,并提出了基于电导增量法与Fibonacci搜索算法相结合的MPPT算法.仿真实验表明,该方法能在日照突变的情况下追踪最大功率点,并且使系统稳定工作在最大功率点,具有良好的抗干扰能力和较快的搜索速度,对光伏电池最大功率点有较好的追踪效果.     

光伏发电系统最大功率点跟踪技术综述

随着光伏发电快速普及,如何提高发电效率成为急需解答的问题。针对光伏电池非线性输出特性存在最大输出功率的问题,需要快速准确地跟踪输出最大功率点。综述了自适应电导增量法、模糊控制法和神经网络技术等几种新型最大功率跟踪技术。针对阴影下多局部最大功率的情况,介绍了粒子群算法、遗传算法等技术。为现阶段国内光伏并网控制器的设计提供了参考。     

光伏发电系统最大功率跟踪研究

针对光伏发电系统在最大功率点跟踪时存在跟踪速度慢和电压振荡的问题,提出一种最大功率点跟踪的改进电导增量算法.该算法先获取光伏电池输出的电流、电压,然后进行滤波和最大功率跟踪.若输出功率与最大功率点之间偏差较大,则进行恒定步长跟踪,以便系统快速获得最大功率;若输出功率与最大功率点之间偏差较小,以二分变步长进行跟踪.该算法在TMS320F28335 DSP处理器件上实现,并成功应用于光伏发电最大功率跟踪系统.实验结果表明,该改进算法能够实现最大功率快速跟踪,减少系统功率损耗,提高系统最大功率跟踪精度.     

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。     

基于模糊逻辑双环控制的光伏发电系统最大功率跟踪算法

根据光伏阵列非线性伏安特性,提出了基于模糊逻辑双环控制光伏阵列最大功率跟踪算法,使得光伏阵输出功率接近于理论最大值.系统主要由单相逆变器、控制器和交流水泵机组组成,主控制环实现光伏阵列最大功率跟踪初级模糊控制算法,输出为最大功率点处电压.该电压作为逆变控制器参考输入电压,内环模糊控制用于控制变频器输出频率,进一步控制交流水泵机组的输出功率,实现了更高精度的跟踪光伏阵列最大功率点跟踪.实验结果表明,所提出算法能有效提高光伏阵列的输出效率.     

基于模糊逻辑双环控制的光伏发电系统最大功率跟踪算法

根据光伏阵列非线性伏安特性,提出了基于模糊逻辑双环控制光伏阵列最大功率跟踪算法,使得光伏阵输出功率接近于理论最大值。系统主要由单相逆变器、控制器和交流水泵机组组成,主控制环实现光伏阵列最大功率跟踪初级模糊控制算法,输出为最大功率点处电压。该电压作为逆变控制器参考输入电压,内环模糊控制用于控制变频器输出频率,进一步控制交流水泵机组的输出功率,实现了更高精度的跟踪光伏阵列最大功率点跟踪。实验结果表明,所提出算法能有效提高光伏阵列的输出效率。     

基于ACPI的风力发电系统MPPT控制方法

针对直驱永磁同步风力发电系统存在非线性、参数不确定性以及转矩扰动等问题,研究了一种基于自耦PI控制理论的最大功率跟踪控制方法.该方法以转速跟踪为目标,将发电机内部动态与外部输入转矩的不确定性定义为一个总和扰动,从而将非线性不确定系统映射为未知线性系统,并构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统.据此设计了基于误差速...     

永磁直驱风力发电系统最大功率跟踪非线性抗扰控制

针对永磁同步发电机的非线性、内部参数不确定以及外部扰动等问题,提出了一种直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪的非线性抗扰控制方法。该方法使用一种非线性光滑函数来设计非线性扩张状态观测器(NLESO)和非线性抗扰控制律。由NLESO来实现系统扰动及不确定性的估计,前馈到控制输入端对扰动进行补偿,从而有效提高了系统的抗扰能力。分析了NLESO的收敛性。仿真结果表明了该控制方法不仅具有响应速度快、控制精度高的特点,而且无超调无抖振现象,因而在风力发电系统最大功率跟踪控制领域具有较大应用价值。     

基于改进有限集模型预测控制策略的光伏发电系统

光伏发电系统I-U曲线具有非线性特性,在温度变化或部分阴影条件下光伏阵列P-U曲线出现多个功率峰值现象,增大了功率追踪的复杂性。为提升最大功率点追踪的准确性和系统动态响应能力,提出一种改进的有限集模型预测控制(FCS-MPC)策略,在单级变换系统中实现MPPT和逆变器输出两方控制。在环境突变或渐变情况下,预测量和量测量对比出现漂移时能迅速做出正确的跟踪决策。将跟踪决策结果作为参考量输入FCS-MPC,并将输出结果作为逆变器的开关控制信号。基于Matlab设计了相应的FCS-MPC控制器,并与扰动观察法进行比较。最后,通过仿真对所提算法进行了验证,理论分析、仿真结果相契合。     

基于纵横交叉算法的波浪发电装置最大功率跟踪控制

针对波浪能最大功率点跟踪控制中,浮子水动力模型的非线性,使传统群智能算法存在局部最优问题,提出纵横交叉算法(CSO)控制方案。CSO的纵向交叉算子,在纵向交叉概率判定下进行个体维变量间的算术交叉,保证种群能够脱离局部最优状态; CSO的横向交叉算子完成个体间的随机配对与算术交叉,并将解空间全体分割成若干个子空间,每个子空间以配对个体为对角顶点,搜索子空间内部及邻域,实现精细的局部搜索能力。通过纵、横交叉算子的交替作用,任何有益于实现全局最优的信息,都将被迅速地分发到种群的各变量中,用以改变搜索路径。仿真表明,在波浪周期发生变化时,纵横交叉算法能够实现最大功率点跟踪,并提高收敛速度。     

一种最大功率点跟踪算法与实现

为了实现基于固定电压法自适应电导增量法的最大功率点跟踪算法,设计了一种基于DSP和CPLD的太阳能控制器,并通过与其他最大功率点跟踪算法比较,验证算法的优越性。实验证明,算法在最大功率点的跟踪速度和跟踪精度上具有一定优势。     

Maximum power point tracking of PVsystem under partial shading conditionsthrough flower pollination algorithm

For maximum utilization of solar energy, photovoltaic (PV) power systems should be operated at the maximum power point (MPP) which can be achieved using maximum power point tracking (MPPT) methods. However, the occurrence of multi-peak on P-V curve of a PV array due to the changing environmental conditions such as being partially shaded increases the complexity of the tracking process. The global MPP cannot always be achieved by the conventional MPPT methods. Therefore a novel MPPT method for PV systems using flower pollination (FP) algorithm is proposed in this paper and the Levy flight is used to improve the convergence of FP algorithm. MPPT model of the PV system is established in MATLAB to verify the effectiveness of the proposed method, and the proposed method is compared with two well established MPPT methods. The simulation results indicate that the proposed MPPT method can quickly track the changes in external environment and effectively handle the partially shaded condition.     

基于多种群遗传算法的波浪发电最大功率跟踪控制

波浪发电系统遗传算法最大功率点跟踪过程中,因群体中的所有个体较快趋于单一化而停止进化,导致难以获得最优解,为此引入多种群遗传优化新算法。在初始阶段,新算法引入多个种群同时进行搜索,并对每个种群赋予不同的交叉、变异概率,使算法能够兼顾全局与局部搜索;同时加入用于维持种群间联系的移民算子及可用来建立精华种群的人工选择算子,并以精华种群作为算法收敛的判据。仿真结果表明,与传统遗传算法相比,该算法能够提高波浪发电系统的波浪能捕获率。     

部分遮挡条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法

针对光伏阵列在部分阴影遮挡条件下具有多个局域最大功率点的最大功率点跟踪问题,在详细分析光伏阵列I-V特性的基础上,提出一种新颖的全局最大功率点跟踪方法。该方法根据光伏阵列最大功率点附近电压随电流的增加迅速下降的特点,先以大步长扫描方法锁定到各局域峰点附近,然后再采用PO法以小步长跟踪该峰点,最后通过比较搜索到的各个局域峰点的功率来确定全局最大功率点。仿真和实验结果表明所提方法能够准确而迅速地跟踪到全局最大功率点,有效提高光伏阵列在部分阴影遮挡条件下的并网发电输出效率。     

PSMG风力发电系统MPPT优化控制策略研究

针对风力发电系统最大功率点跟踪定步长爬山算法容易发生误判和振荡等缺点,采用自适应改进型最优梯度法对现有的定步长爬山算法进行优化。在风力发电系统和逆变器之间设置Buck变换器,建立了Buck变换器占空比与风力发电系统功率之间关系的模型,使用优化后的最优梯度-爬山法策略控制Buck变换器占空比,实现风力发电系统和负载的阻抗准确、快速匹配。仿真实验波形表明,改进的最优梯度-爬山算法搜索最大功率点的时间仅为传统算法1/3,稳态时输出参数的波动减小了50%。控制系统具有良好的稳定性和控制精度。     

强跟踪UKF算法在光伏系统MPPT中的应用

强跟踪UKF算法是采用Unscented策略逼近非线性分布且强跟踪系统突变的状态估计算法,该算法兼具强跟踪算法鲁棒性强、Unscented变换精度高、实现简单的优点。针对光伏系统在部分遮蔽情况下最大功率点误判问题,结合恒压法与强跟踪UKF算法,提出了一种新的光伏系统MPPT策略。采用恒压法快速定位最大功率点的电压范围;在该电压范围用尽量小步长的控制电压,以相应瞬时功率作为被估量,采用STUKF算法精确估算最大功率点,确定相应控制电压;保证光伏系统MPPT跟踪速度基础上,提高跟踪精度,通过状态跟踪判断状态突变,避免了误判问题。仿真和实验验证了所提策略的正确性、有效性。