基于混合控制策略的光伏电池模拟器

根据光伏电池输出特性数学模型,对光伏电池模拟器的动态调节过程进行了详细理论分析,指出由于光伏电池的电流-电压输出具有非线性特性,单纯的输出电压控制或输出电流控制难以实现对光伏电池输出特性的全段模拟。由此提出一种光伏电池模拟器的混合控制策略,将光伏电池输出特性划分为三部分,基于TMS320LF2407 DSP控制单元完成采样、计算和PWM输出,实现对光伏电池模拟器输出的电流电压混合控制。文章最后通过一个2kW的光伏电池模拟器样机,实现了对光伏电池阵列在不同光强、温度和负荷下的输出特性的模拟,通过分别连接并网逆变器和可变电阻性负载的测试,表明了该混合控制策略的有效性及良好的动态性能。

基于TMS320F28335的光伏电池模拟器设计

提出了一种基于DSP控制的数字式光伏电池模拟器的设计方法,这种模拟器可在太阳能电池阵列容量一定时,通过高性能控制芯片TMS320F28335来完成对系统数据的采集、分析、处理和实时控制,实验表明,该模拟器可以完整复现太阳能电池阵列的I-V特性。

一种带有追踪定位功能的光伏电池模拟器设计

为使光伏系统性能测试时不受环境因素影响,现提出一种带有追踪定位功能的光伏电池模拟器的实现方法。该方法通过上位机LabVIEW和下位机可编程电源实现,可模拟实验需要的各种温度和光照条件,实现“全天候”正常工作的能力。可随时提取负载状态,使其输出电压追踪光伏电池伏安特性曲线,并可在曲线上实现最大功率点和负载静态工作点的定位追踪。该方法可在线观测并可灵活变更参数,创新地采用先构建特性曲线再插值求工作点的方法实现追踪定位,成本低廉且方便高效,为光伏发电系统的各项理论验证和特性测试提供了实验基础。

光伏发电系统的光伏电池模拟器设计

为使光伏系统提供高质量电能,设计了一种能够满足太阳能电池特性的特殊电源,称为光伏电池模拟器。由于光伏电池输出电流-电压具有非线性特性,传统的PID控制算法对非线性系统的控制效果比较差,不能满足光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)速度越来越快的需求,由此提出了一种基于模糊PID控制算法的光伏电池模拟器。模拟器是基于BUCK直流变换电路,TMS320F2812控制单元完成信号采样、数据计算和PWM输出。最后通过一个120W光伏阵列模拟器,对光伏电池的静态性能和负载突变时的动态性能进行分析,通过对比PID、模糊PID二种算法的控制效果,结果显示实验波形与理论分析一致,验证了模糊PID算法在光伏阵列模拟器中具有更好的控制效果。

一种新型LabVIEW光伏电池模拟器

设计了一种新型的光伏电池模拟器用于模拟光伏电池的输出I-V特性,该光伏电池模拟器可代替光伏电池用于系统开发以及最大功率点跟踪（MPPT）算法的研究。用LabVIEW控制可编程电源,采用逐点差值比较算法,实现了一种新型的光伏电池模拟器,该光伏电池模拟器可以实时输出拟合光伏电池输出特性的I-V曲线。对比实体电池,该光伏电池模拟器的输出误差为4%,输出I-V曲线与理论I-V曲线的拟合度为98.5%,在不同负载以及温度和光照强度下的输出准确,可以测试MPPT效率。实验结果表明,该光伏电池模拟器可作为研究光伏电池工作状体和MPPT算法的可靠工具。

Bezier函数和混合控制的光伏模拟器优化设计

对当前光伏电池模拟器存在的误差、纹波和响应时间难以兼顾的问题,从I-U曲线建模、硬件参数优化和控制策略改进3个关键环节入手,提出了一种新的光伏电池模拟器设计方法。首先,利用两条平滑连接二阶Bezier曲线拟合光伏电池的输出特性;其次,采用正态分布配置特性曲线不同点的权重,构建了基于Buck变换器电压输出纹波和阻尼系数的多目标函数,借助粒子群算法求解出整个电压域内电感和电容的优化结果;再次,设计了以最大功率点为分界点的电压和电流混合控制策略。最后,搭建了硬件试验平台。结果表明,所设计的光伏模拟器响应时间小于7 ms,电压和电流的误差均不超过1.7%,有效地兼顾了精度与响应时间,减少了输出电压纹波。

大功率光伏电池阵列模拟器研究

为满足实验室中光伏逆变器综合性能测试的需要,提出一种新型的大功率光伏电池阵列模拟器。分析了输出的I-V特性曲线指令信号的运算方法,利用三相电压型高频PWM整流电路实现指令信号的功率放大,介绍了光伏电池阵列模拟器的控制方案。仿真结果表明该光伏电池阵列模拟器具有很好的稳态与动态性能。

基于DSP控制的光伏电池阵列模拟器的研究

针对光伏电池阵列模拟器设计中仅使用电压控制或电流控制方式引起输出电压和电流波动的问题,提出了一种复合控制策略,将光伏电池阵列I-V特性曲线以最大功率点划分为两个区域,在近似恒流源段电流控制方式有效,在近似恒压源段电压控制方式有效。MATLAB软件的仿真结果验证了基于TMS320F2812 DSP控制的光伏电池阵列模拟器系统的可行性,当负载发生变化时模拟器能够在较短时间内稳定于该负载所对应的工作点输出。采用复合控制策略能有效地减小输出电压和电流的波动,且系统稳定,动态响应快。

关于光伏发电快速电池模拟器设计

在光伏发电系统优化设计中,为节省研发成本,提高设计效率,一般会采用光伏电池模拟器代替光伏电池进行相关实验。由于光伏电池数学模型是一个超越方程,运算过程特别复杂,而且输出具有非线性特性。传统的PID算法很难达到理想的控制效果,因此提出了一种采用光伏电池简化模型和模糊PID算法的快速光伏电池模拟器,采用BUCK-BOOST直流变换电路,TMS320F2812控制单元完成信号采样、数据计算和PWM输出。最后通过MATLAB和光伏电池模拟器样机对光伏电池在负载突变时的动态性能进行仿真和实验分析,实验结果与理论分析一致,验证了光伏电池简化模型和模糊PID算法的模拟器具有动态响应速度快、超调量小的优势,能很好的满足应用研究需求。