基于指数分布优化器的混合光伏-温差系统最大功率点跟踪

为解决混合光伏-温差(photovoltaic thermoelectric generator,PV-TEG)系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)问题以提高能源转换效率和利用率,提出了一种基于指数分布优化器(exponential distribution optimizer,EDO)的混合PV-TEG系统MPPT技术。EDO通过模拟指数分布的随机变化来搜索潜在的解空间,由于随机性,算法可有效避免在局部遮蔽条件(partial shading condition,PSC)下陷入局部最优,并在搜索空间中广泛探索以找到最优解。算例研究包括启动测试、太阳辐照度阶跃变化、随机变化、香港地区四季实际算例4个部分,并与其他5种算法进行对比分析,以较为全面地验证所提EDO技术在混合系统MPPT应用中的可行性和有效性。仿真结果表明,采用EDO的混合PV-TEG系统在不同运行条件下均能稳定、高效地实现最优越的MPPT性能,尤其是在春季低辐照度的条件下,EDO产生的能量分别超过蜻蜓算法(dragonfly algorithm,DA)、增量电导法(incremental conductance method,INC)、扰动观测法(perturbation observation method,P&O)能量输出的68.85%、66.13%和59.69%。

基于粒子群算法的光伏并网逆变器功率分配优化方法

在分配光伏并网逆变器功率时,由于时空位置差异以及外界负载差异的影响,各逆变器对应的阻抗存在差异,使得逆变器的无功功率较高,为此提出基于粒子群算法的光伏并网逆变器功率分配优化方法。在计算逆变器的端电压与线路阻抗之间关系的基础上,绘制逆变器无功电压下垂特性曲线,并从下垂系数和线路阻抗两个角度考虑构建了功率分配目标函数。按照光伏并网逆变器运行参数的可执行范围对粒子群的大小进行设置后,通过计算粒子位置与目标函数的适应度值,确定最优分配结果。在测试结果中,应用所设计的方法可使无功功率稳定在1210.0 var以内,处于较低水平。

分布式光伏发电智能组件控制优化器解决方案

分布式光伏产业面临分散资产运维效率低下、无法解决直流安全隐患的问题,为此,本文提出了一种分布式光伏发电智能组件控制优化器解决方案。首先,介绍了智能组件控制器的定义和功能,探究了其应用场景和优势。随后,以某镇初级中学宿舍楼为实验场地,验证了智能组件控制器在不同复杂场景下对光伏系统发电量的提升效果。结果表明,在多朝向、梯间、积灰、鸟粪等4组场景下,安装优化器其发电量分别提升了23%、3%、7.5%和7.9%。最后,本文提供了智能组件控制器在分布式光伏发电中的推广策略。

单相单级光伏逆变器最大功率点跟踪方法

分析了单相单级光伏逆变器的模型特点及其对最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制的特殊要求,提出了适用于这种类型光伏逆变器的MPPT方法。该方法利用极值搜索算法实现MPPT控制,通过高通滤波器提取逆变器直流电压中的纹波电压,以该纹波电压为极值搜索算法的扰动信号;在极值搜索算法中引入优化补偿环节,通过该环节提高算法的收敛速度,进一步优化MPPT控制的稳态和动态性能。仿真和实验结果表明该方法可以充分利用单相单级逆变器的固有纹波,在无需额外注入扰动信号的前提下,该MPPT方法能够快速准确地搜索到最大功率点。

并联型单开关管光伏组件优化器的研究与设计

在光伏发电系统中,因局部阴影遮挡造成的特性失配是引起输出功率降低的重要原因。传统方案大多针对组串及组件失配问题,将每个光伏组件的输出经过变换器独立的最大功率跟踪后再串联加以解决,改变了原有系统连接结构。针对小功率分布式光伏发电系统主要遭遇的组件内失配问题,研究了一种不改变原有光伏组件结构的优化方法,并采用单开关的拓扑实现。该方法在光伏组件遇到局部阴影等造成的组件内特性失配时,可以从光伏组件的输出抽取能量,对受遮挡部分进行补偿,使得各个光伏子串的工作状态可调,从而提高这种情况下的总输出功率。该方法属于部分功率变换,且电路拓扑仅采用单个开关管,控制算法简单,电路损耗和成本较低。仿真和样机实验结果表明,该方法能够显著提高局部阴影条件下光伏组件的输出功率。

含大规模面板级直流优化器的分布式光伏并网系统动态建模

近年来,越来越多基于光伏(photovoltaic,PV)面板级直流优化器(DCoptimizer,DCO)的分布式最大功率点跟踪(distributed maximum power point tracking,DMPPT)技术被提出用于解决局部阴影或不匹配问题。DMPPT的研究依赖于高精度、高效率的分布式光伏并网系统动态仿真模型。而通常此类光伏电站模型包含上千的DCO,将导致仿真过程中计算量过大的问题。针对此类建模问题,提出了一种基于矩阵变量的含大规模DCO的分布式光伏并网系统建模方法。该方法可结合Matlab/Simulink矢量仿真的功能实现,所建模型是一个系统规模可任意配置的平均值模型,其优点是采用模块化设计方法,具有良好的可扩展性。此外,该模型还可以利用Simulink的线性化工具箱直接得到其线性化结果,避免了大规模系统稳定性分析中人工线性化计算的复杂性。通过小规模DMPPT光伏系统电磁暂态模型与平均值模型的仿真结果对比,以及大规模系统线性化计算结果与时域仿真的对比,验证了所提建模方法的正确性和有效性。

基于微分跟踪器光伏最大功率跟踪优化控制

光伏发电是一非线性系统,针对光伏系统易受电网工作方式和工作环境的影响,在分析电导增量法的基础上,利用MATLAB/Simulink搭建了光伏阵列数学模型,针对传统电导增量法存在跟踪速度慢及误判的问题,采用微分-跟踪器方法,对电导增量法进行改进优化。仿真结果表明,采用微分-跟踪器改进后的电导增量法能够快速、准确地跟踪光伏系统最大功率,能够有效抑制各种扰动,减少了误判几率,系统的动态性能及稳定性都优于常规电导增量法,从而提高了系统的鲁棒性。

光伏系统功率优化器研究与设计

为了确保太阳能电池工作在最大功率点(MPP),提高光伏阵列的转换效率,研制了一种光伏系统功率优化器,介绍了系统的组成结构与工作原理。设计了降压斩波电路(BUCK电路)、驱动电路和采集电路等系统模块电路,建立了光伏系统功率测试系统,于静态和动态2种环境下进行性能测试,实验结果由测试上位机软件实时显示,结果表明:系统跟踪MPP的效率为99.38%,在2种情况下均能够准确、实时地跟踪MPP,且系统稳定,检测结果精度较高。

中盛新能源全球推出电池串级功率优化光伏组件

本刊讯 2014年5月19日，中盛新能源有限公司（简称“中盛新能源”）宣布在全球推出Cell Optimizer Module（电池串级功率优化光伏组件），并在SNEC（2014）上海光伏展和Intersolar欧洲光伏展上展出这一新品。

光伏电站容配比优化改造--光伏组件与光伏逆变器选型和配比浅谈

中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。太阳能以其普遍、无害、巨大、长久等特点,成为解决当前能源危机及缓解环境保护压力的重要手段之一。近年来,太阳能开发利用规模快速扩大,技术进步和产业升级加快,已成为全球能源转型的重要领域。截止2018年,我国太阳能发电累计装机和新增装机均局全球首位。合理选择光伏组件和逆变器、容配比是光伏电站的重要环节,直接影响光伏电站的发电效率。以上海电力新能源发展有限公司下属的孚旭电力麻城中馆驿55Mwp地面光伏电站(简称“麻城孚旭光伏电站”)项目为例,并结合其2018年容配比优化改造工程,进行分析和讨论。

组件功率优化技术在110kV百叟光伏电站的应用

随着新能源的蓬勃发展和光伏发电技术的越发成熟,光伏组件的功率最大化有了广泛的应用空间和巨大的发展潜力。鉴于此,在110 kV百叟光伏电站组件上实际应用功率优化技术,采集数据,分析结果,为功率优化技术在组串式光伏组件中的应用提供了参考。

阴影条件下光伏组件旁路二极管优化配置研究

基于对阴影条件下光伏组件工作过程的分析,建立了适用于分析阴影条件下光伏组件输出特性的数学模型;针对典型旁路二极管配置方式存在的不足,提出一种"层叠式"旁路二极管配置方法;通过引入不同阴影模式的权重因子,得到阴影条件下的最优配置方案。理论分析及仿真结果表明,新配置方法能有效提高光伏组件在阴影条件下的输出效率。

光伏汇流箱中功率优化器的设计和MPPT控制方法研究

在光伏系统中,汇流箱起到了汇集光伏阵列输出电流的功能,汇流箱中搭载的功率优化器具有实现光伏电池最大功率点跟踪的功能。设计的光伏汇流箱中每个支路采用双重BOOST结构,MPPT算法采用变步长电阻增量法。由Simulink仿真可知,双重BOOST结构能够有效降低汇流箱输出电流纹波,在光照强度突变后,采用变步长电阻增量法的功率优化器可以使光伏系统快速稳定地达到新的最大功率点并且使各个电感电流均流。

基于电压自适应的光伏功率优化器技术研究与应用

光伏优化器作为解决光伏阴影遮挡的一种有效方式,受到了广泛关注。本文介绍了光伏优化器系统的工作原理及最大功率点跟踪的原理。优化器基于高效率升降压拓扑结构,通过一定的控制算法可使模块工作在降压模式、升压模式以及直通模式,使组件输出最大功率。文章通过工程实践论证光伏优化器的运行效果,优化器对阴影遮挡的组件功率有提升效果。

光伏功率优化器的快速关断模拟控制方法

屋顶光伏系统发生火灾等意外情况时,直流侧仍存在直流高压,不利于消防人员施救。这就要求光伏系统具备快速关断功能,即快速切断每块光伏组件之间的连接。组件级电力电子技术是实现快速关断的主要方式,现有的快速关断方案大多需要通信功能。为此提出一种模拟控制方法,通过检测功率优化器的输出端口特性实现快速关断,无需通信,降低了硬件成本。试验结果验证了该控制策略的有效性。

光伏组件逆变器控制系统设计

设计了一种光伏组件逆变器控制系统,控制系统由最大功率点追踪、孤岛检测、数字锁相环、电流控制环等构成,实验样机测试表明,该控制系统控制性能良好,逆变器能够成功并网运行。

局部阴影下光伏阵列的最大功率点跟踪算法研究

针对局部阴影下光伏阵列输出功率的多峰值问题,传统的MPPT跟踪算法不能准确跟踪系统的最大功率点,为此,该文研究了3种基于人工智能算法的光伏阵列MPPT算法,包括粒子群算法、灰狼算法和改进人工蜂群算法。该文详细介绍了3种人工智能算法的原理及算法流程,并在Matlab/Simulink中搭建系统的仿真模型,对比3种算法在静态阴影遮挡和阴影突变情况下的MPPT跟踪性能,结果表明:3种人工智能算法均能有效跟踪光伏阵列的最大功率点,跟踪误差均小于0.5%,其中粒子群算法跟踪精度最高,收敛速度最慢,而灰狼算法跟踪精度最低,收敛速度最快,在收敛稳定性方面,相较于灰狼算法和改进人工蜂群算法,粒子群算法更易陷入局部最优。

分布式光伏逆变器的优化设计研究

文章对两级单相光伏逆变器元件及控制策略进行优化配置,提出一种光伏逆变器无直流电压传感器控制策略。该控制策略利用逆变器中直流链电压与正弦脉宽调制信号,电压与占空比的对应关系,把传统控制中需要测量和直接控制的电量,通过控制器产生的中间信号来进行间接控制,既消除测量采样电路窜入的电磁干扰又不增加计算量,在确保实现光伏电源最大功率发电和电能逆变功能基础上降低了建设成本。最后在MATLAB下仿真,仿真结果证明所提控制策略的正确性与可行性。

继电器旁路的两级式光伏并网逆变器研究

针对目前两级式光伏并网逆变器存在的转换效率问题,提出一种改进型的电路拓扑,在光伏电池与母线电容之间旁接一个继电器,由光伏电池输出电压值通过滞环比较器控制继电器的通断与两种工作模式的选择。前级升压电路停止工作,主电路电流经继电器到直流母线,后级逆变器实现最大功率点跟踪和并网功能,避免了前级电路升压电感和二极管造成的损耗,提高了转换效率。Matlab仿真实验和3k W样机实验结果都验证了本改进拓扑的可行性和控制策略的有效性。

光伏功率优化器——选择新能动力

目前，光伏发电系统一般都存在阴影遮挡、组件间性能差异、热斑效应、电池板损坏老化等问题，长此以往，这些情况将会导致光伏发电系统的发电损失越来越大。新能动力电气科技有限公司（以下简称“新能动力”）凭借领先的技术、精益的制造工艺，针对以上问题，成功推出光伏功率优化器。