光伏电池最大功率跟踪智能控制技术研究

本文在阐述光伏电池输出特性的基础上,针对光伏电池最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking,MPPT）中存在的问题,结合智能控制方法,给出了最大功率跟踪的改进型控制方法：模糊逻辑MPPT控制,神经网络MPPT控制以及两者的结合型。分析表明智能控制技术具有较强的自适应能力,能够根据环境的变化,快速、稳定地跟踪最大功率点。     

光伏系统最大功率点跟踪控制仿真模型

介绍了一种简单实用的光伏系统计算机仿真软件设计方法。通过对太阳能电池的物理模型和电特性的分析计算,建立了太阳能电池的数学模型,并结合S函数的编写,在M atlab/S imu link环境下建立其动态仿真模型。考虑到太阳能的波动性和随机性对太阳电池阵列的影响,该模型具有最大功率点跟踪(MPPT)功能。文中还给出了光伏系统仿真所使用的详细参数。仿真结果表明,利用该模型不需要精确的系统内部特性和结构参数,就可以实时模拟任何功率、电压组合的光伏阵列。     

光伏发电系统MPPT控制仿真模型

在光伏发电系统优化的研究中,为了有效提高太阳能利用率,建立了光伏电池等效电路和数学模型,在MATLAB/Simulink仿真环境下搭建光伏电池通用工程模型,光伏电池通过串并联方式组合成光伏阵列,并利用电导增量法原理通过控制Boost电路占空比实现光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT).仿真结果表明:改进模型可仿真任意光照强度、环境温度下,不同型号光伏电池及其串并联组合成光伏阵列的I-V特性,并能较好控制并实现MPPT,模型动态性能好,具有较强的实用性.     

基于CIGS薄膜光伏电池的三相并网研究与仿真

针对光伏电池工程数学模型误差较大的问题,本文采用基于光伏电池物理等效电路模型对CIGS（铜铟镓硒）薄膜光伏电池阵列进行建模仿真,并采用牛顿插值算法对CIGS薄膜光伏电池阵列进行最大功率点跟踪,并网逆变器部分则采用直接电流控制策略,由此搭建仿真平台实现三相光伏并网仿真。仿真结果和数据表明了CIGS薄膜光伏电池阵列所建立模型的有效性和牛顿插值最大功率点跟踪算法的快速与准确性,以及直接电流控制策略的实用性。对CIGS薄膜光伏发电系统的工程分析和设计具有较高的参考价值。     

单级式光伏并网发电系统的仿真分析

对于光伏发电系统而言,最主要的问题是提高系统的效率和稳定性.为了克服传统两级式光伏并网系统在效率和稳定性上的不足,文中改进了单级式光伏并网系统电路拓扑和适用于此拓扑的最大功率点跟踪算法,并通过在Matlab Simulink环境中搭建仿真模型,模拟系统在外部光照发生变化时的输出特性并对其进行验证和研究.仿真结果显示该系统能够高精度地实现对光伏电池最大功率点的跟踪(MPPT),高效地通过逆变器将有功功率送入电网,且输入电网的无功功率可调.     

模数混合控制光伏并网型逆变电源的设计

描述了一种模数混合控制实现的光伏并网逆变器,介绍了在CPU速度受限制的条件下,采用模数混合电路实现运算控制并跟踪并网电流的方案。同时对光伏并网型逆变电源的结构及组成做了详细讨论。根据所提出的方案研制了一台三相并网逆变器,并网电流跟踪具有较高的分辨率,电流谐波小、噪声低,该逆变器已成功应用于20KWp的大型光伏并网示范电站。     

单相光伏微网逆变器的建模与电流跟踪数值模拟

以光伏微网逆变器的输出电压为控制信号,输出电流为输出信号,并考虑线路等效电阻,先对单相光伏微网逆变器电路进行简化并分析其工作原理,然后根据电压回路方程,建立单相光伏微网逆变器的微分方程,接着建立求解方程的四阶龙格-库塔法的迭代模型,再从微分方程的解析解中进行简化和离散化后,利用线性预测控制方法得到逆变器输出控制信号表达式,最后进行数值模拟和分析。通过数值模拟,对逆变器的输出电压、电流的时域波形和频域波形进行分析,并对输出电流的误差信号进行测量,结果表明：所建立的单相光伏微网逆变器模型及求解迭代模型是有效的,在耦合电感为1mH、开关频率为10KHz条件下,逆变器输出电流、电压总谐波失真度分别为1.76%、3.99%,逆变器输出电压的纹波峰值达50V,但其输出信号总谐波失真度满足国家并网的标准(≤5%)。     

自适应惯量及阻尼VSG的船舶光伏逆变器控制

绿色船舶是未来船舶发展的趋势,随着光伏等新能源引入船舶电网,船舶电网惯性及一次调频能力不足.针对上述问题,在船舶光伏逆变器中引入虚拟同步发电机技术,建立小信号模型,分析转动惯量与阻尼系数对系统动态性能的影响,并提出一种转动惯量和阻尼系数自适应的VSG控制策略,根据虚拟转子角频率的变化率实时调节转动惯量与阻尼系数,并在V...     

一维自动位置校准的光伏电池控制装置设计

从光电转换效率角度,提出基于PCI16F57微控制器和步进电机的一维自动校准光伏电池位置控制器装置方案.     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

集中控制型分布式MPPT光伏系统的研究

针对光伏系统部分组件受到遮蔽会造成各组件间电压和电流失配的问题,介绍一种集中控制型分布式MPPT光伏系统,并通过Matlab进行仿真验证.     

含仿射不确定参数的多项式非线性系统控制器设计

针对含仿射时变不确定参数的多项式非线性系统，提出了基于多项式分解的控制方法. 多项式分解方法主要思想是将多项式系统转化成带自由变量的系数矩阵，从而偶次多项式的非负性验证问题可转化成线性矩阵不等式或双线性矩阵不等式求解问题. 文中多项式系统控制器综合基于 Lyapunov 稳定定理. 构造 Lyapunov 函数以及寻找反馈控制器可由所给的算法通过计算机程序自动完成. 对于多维系统相对高阶的控制器，由多项式全基构造的控制器将有很多项单项式. 为克服这一问题，文中算法给出含最少单项式的简约型控制器设计方法，并提出针对最小代价性能目标优化的增益受约次优控制. 数值仿真例子表明，文中所给的控制方法取得良好性能.     

含仿射不确定参数的多项式非线性系统控制器设计

针对含仿射时变不确定参数的多项式非线性系统,提出了基于多项式分解的控制方法. 多项式分解方法主要思想是将多项式系统转化成带自由变量的系数矩阵,从而偶次多项式的非负性验证问题可转化成线性矩阵不等式或双线性矩阵不等式求解问题. 文中多项式系统控制器综合基于 Lyapunov 稳定定理. 构造 Lyapunov 函数以及寻找反馈控制器可由所给的算法通过计算机程序自动完成. 对于多维系统相对高阶的控制器,由多项式全基构造的控制器将有很多项单项式. 为克服这一问题,文中算法给出含最少单项式的简约型控制器设计方法,并提出针对最小代价性能目标优化的增益受约次优控制. 数值仿真例子表明,文中所给的控制方法取得良好性能.     

一类具有未知控制方向非线性系统的输出反馈自适应控制

研究了一类控制方向未知非线性系统的输出反馈自适应镇定问题. 首先, 通过一线性状态变换, 将未知控制系数集中起来, 从而将原系统变换为适于控制设计的新系统. 然后, 分别引入状态观测器和参数估计器, 并应用积分反推和调节函数方法, 给出了输出反馈稳定控制律的构造性设计过程. 可以证明,所设计的控制器确保原系统状态渐近收敛到原点, 而其它闭环系统状态有界. 仿真结论验证了所提出方法的有效性.     

非线性系统广义模糊跟踪控制

研究一种给定 H∞ 模型参考跟踪特性的非线性系统的 T-S 广义模糊跟踪控制问题. 通过把一般的模糊模型等价变换到广义模糊模型, 引入了松弛变量, 并基于线性矩阵不等式 (LMI) 给出了新的 H∞ 跟踪控制器设计方法. 控制器参数在一组线性矩阵不等式中同时得到求解, 避免了原有方法分步求解的困难, 方法简单易行且具有鲁棒性. 两个算例表明了结论的有效性.     

带有界扰动的一类非线性系统的鲁棒控制

对带有界扰动的一类非线性系统进行了状态反馈控制设计. 当状态反馈控制律作用于该系统时, 系统的状态能够收敛到原点的一个小邻域内.     

控制方向未知的非线性系统的自适应输出跟踪控制

针对一类含有未知控制方向和时变不确定性的本质非线性系统,应用Nussbaum-type增益技术和Adding a power integrator递推设计方法,设计了一种鲁棒自适应状态反馈拉制器．所设计的控制器能保证闭环系统所有信号全局一致有界,特别是通过适当调整控制器设计参数,可使输出跟踪误差在有限时间后变得适当小．最后通过仿真实例对算法进行验证.     

带非三角结构的非线性系统自适应控制设计

针对一类带有非三角结构的不确定非线性系统,研究了其控制设计问题,提出了一种自适应跟踪控制设计方法。通过构造一种新的李雅普诺夫函数,并运用增加幂次积分方法和模糊控制方法,设计得到了一种新型自适应跟踪控制器。控制器只引入了一个参数自适应律,避免了反推设计中的过参数化问题,同时保证了输出跟踪误差可以任意小,且使得闭环系统的所有信号有界。最后,将控制方法应用到单连杆机械臂系统上,通过仿真研究验证了所提控制方案的有效性。     

非线性系统自适应最优切换控制方法

针对具有未知动态和M个平衡点的连续时间非线性系统, 将线性自适应最优切换控制器和未建模动态补偿器相结合, 基于嵌入转换技术和近似动态规划思想, 提出一种自适应最优切换控制方法. 首先在非线性系统的M个平衡点建立M个线性化模型, 当模型参数已知时, 提出由线性最优切换控制器、切换准则、未建模动态补偿器以及非线性系统组成的控制系统结构; 当模型参数未知时, 在每个平衡点附近采集输入和状态数据, 利用黎卡提方程的迭代求解公式、最小二乘方法、极小值原理以及二次规划技术得到非线性系统的自适应最优切换控制器和最优切换序列; 最后进行仿真实验, 实验结果验证了所提方法的有效性、优越性和实际可应用性.     

用户型光伏发电与市电互补自动切换系统设计

太阳能光伏发电被认为是当今世界极具发展前景的新能源技术之一。对独立光伏发电系统而言,需要铅酸蓄电池为负载提供电能。为了保护蓄电池同时又保证负载正常、安全、可靠地运行,对用户型光伏发电与市网无缝互补自动切换装置进行了设计。该系统装置由电压信号检测、电压信号比较和外围控制电路3部分组成。系统通过比较被检测的电池板两端电压和最低工作电压(可设定)的大小关系,实现市电和光伏发电系统无缝互补和自动切换。系统结构简单、成本低廉,具有广泛的应用价值。