基于改进狮群算法的最大功率跟踪控制研究

针对直驱式波浪发电系统在实际海域中输出功率低的问题,设计了基于改进狮群算法的最大功率跟踪控制方案。该算法引入Tent混沌映射、差分进化算法的变异机制和灰狼优化算法的捕猎机制对基础狮群算法(Lion Swarm Optimization,LSO)进行改进。仿真结果表明,在规则海浪的情况下,改进狮群算法的能量捕获率比基础狮群算法的能量捕获率高约17.46%,比遗传算法的能量捕获率高约5.99%。在非规则海浪的情况下,改进狮群算法的能量捕获率比基础狮群算法的能量捕获率提升了约23.16%,比遗传算法的能量捕获率提升了约18.15%。仿真结果证明该算法能够有效提高直驱式波浪发电系统的输出功率。

定功率跟踪控制的光伏并网低电压穿越策略

为了解决光伏发电在电网电压跌落过程中,逆变器两侧功率不平衡出现过电流和过电压的问题,设计了一种定功率跟踪控制的光伏并网低电压穿越策略。通过定功率跟踪控制对光伏阵列输出功率进行调节,根据电压跌落深度,合理给定功率参考值,控制光伏阵列的功率输出,实现交、直流侧功率的快速平衡,限制直流母线电压的增长。通过逆变器无功补偿控制,不仅能限制并网电流在安全范围内,还能够根据跌落深度提供无功支撑,有效地利用了逆变器自身的无功调节能力。结果表明,该策略能够抑制过电压和过电流,使系统具备一定的低电压穿越能力。最后,在Simlink中搭建仿真模型,通过与传统控制策略对比,验证了该控制策略的有效性和实用性。

基于最大功率跟踪控制的海流发电能量管理系统

针对海流能发电机组在低于额定流速时能量捕获效率低的问题,提出通过负载调节实现离网式海流发电机组最大能量捕获控制的方法.设计三相桥式整流-斩波为主的双直流电压变换器能量管理系统,利用升降压变换器分别实现机组功率的闭环控制和蓄电池的充放电控制.为验证该能量控制系统的有效性,对所设计的小型海流能发电样机进行系统数学模型分析,并建立系统Matlab/Simulink模型进行系统控制特性仿真研究.结果表明,采用双直流电压变换器的拓扑结构在满足蓄电池充放电控制要求的前提下可以实现机组最大功率跟踪控制.

应用于光伏电站的快速功率跟踪控制策略

提出一种光伏(PV)快速功率跟踪控制策略,先将站内所有的PV逆变器划分成样本型和普通型,样本型逆变器以最大自然发电功率运行,并将自身的电气参数传递给上层快速功率控制装置以获取潜在最大功率。普通型逆变器处于限功率状态,当收到上层装置发送的功率提升目标值后,将功率和直流电压指令值作为内部程序中电压环和电流环的参考值,到达对应的次最大功率点处再继续追踪运行。通过实验验证,该方法解决了常规算法功率调节速率慢的问题,实现了逆变器30 ms以内的功率双向调节,避免了逆变器因直流电压下降而脱网的风险,满足现场PV电站的快速性需求。

一种小型永磁同步风电系统最大功率跟踪控制方法

通过对新型小型风力发电系统分析,提出了一种最大功率跟踪控制的方法。通过控制新型永磁同步发电机的电磁转矩,间接地控制风力机的机械转矩,使风力机在额定风速以下以最佳尖速比运行,自动跟踪其最大功率点。对系统进行了仿真,结果表明,控制方法是切实可行的。

小型失速型风力发电机实验测试及最大功率跟踪控制研究

以9台轴流式风机作为源动力,构建开放式风洞测试实验平台,用变频器调节风机转速以产生需要的模拟风速。通过测量风速值,以及1kW小型失速型风力发电机的输出电压和电流,经过数据采集卡,传送到工控机。为达到功率优化吸收,进行了系统硬件电路设计,通过控制计数器输出脉宽调制(PWM)脉冲来控制并优化小型失速型风力发电机的功率。开发的实验测试系统对小型失速型风力发电系统的研究具有重要意义。

10kW变速定桨距风力发电机最大功率跟踪控制研究

为了解决采用叶尖速比控制时风速信号测量不准的问题,最大限度地捕获风能,提升发电效率,以永磁直驱型风力发电机为对象,建立了风力发电机、传动系统、变流器控制和发电机模型,采用了一种基于转矩给定的发电机最大功率跟踪控制策略,并验证了这种控制策略的正确性。

黄河水院光伏发电系统最大功率跟踪控制研究

分析了最大功率点跟踪的基本扰动观测法的原理和优缺点,提出了一种改进算法,即加入步长变化的环节,在工作点远离最大功率点区间时,设定扰动步长相对较大;在工作点接近最大功率点区间时,设定步长相对较小。通过仿真实验对改进算法进行了验证,得出该算法既能在稳态时减小功率损失,又能在外界条件剧烈变化时提高动态响应和系统稳定性,从而达到预定控制效果。

光伏电池实用模型及最大功率跟踪控制研究

基于光伏电池的伏安特性和内部结构,采用M函数和Simulink框图两种方法建立了光伏电池的仿真模型。通过对实际光伏电池仿真所得输出特性曲线和建模方法的对比研究,明确了采用Simulink所建立的仿真模型具有更好的通用型和实用性。利用基于Simulink所建立的光伏电池仿真模型,对光伏发电系统的最大功率跟踪(MPPT)控制进行仿真研究。仿真结果表明采用自适应缩放系数变步长电导增量法能够以较高精度和速度对光伏发电系统进行MPPT控制,具有较高的实用价值。

基于风力发电的最大功率跟踪控制研究

文章以直驱永磁同步风力发电机组为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的D-PMSG数学模型,提出了风力发电机转速控制最大功率追踪算法和桨距角控制策略。运用PSCAD/EMTDC建立D-PMSG仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。

直驱式永磁同步风力发电机稳态模型与最大功率跟踪控制

针对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率点跟踪问题,通过风力机、永磁同步发电机、三相不控整流桥、DC-DC变换器等的等效电路分析,建立了系统的稳态数学模型,推导出交流侧电功率的计算、最大功率点的捕获与直流电压等的相关计算公式,进而采用功率信号反馈(PSF)算法实现最大功率点跟踪(MPPT)控制,然后在Matlab/Simulink中搭建模块对系统进行仿真,仿真结果验证了系统的可行性。

基于扰动观察法的光伏电池最大功率跟踪控制

本文阐述并搭建具有最大功率跟踪控制的光伏电池模型。该模型根据光伏电池输出特性数学模型,利用厂家提供的光伏电池基本参数拟合出其电压-电流与电压-功率曲线,并利用扰动观察法使其工作在最大功率点附近,为其深入设计与应用打下良好基础。

光伏发电系统中最大功率跟踪控制算法的研究和控制器的设计

本文对几种常用的最大功率跟踪控制算法进行比较,分析其优缺点,在扰动观察算法的基础上,提出了"变步长"扰动观察法改进算法,避免最大功率点的"误判"。并设计制作了最大功率点跟踪控制器的硬件电路,实现跟踪控制太阳能电池的最大功率点。通过最大功率跟踪控制实验,结果说明该系统可以有效地提高响应速度和跟踪精度,提高太阳能光伏发电系统的工作效率。

基于模型预测的直驱式波浪发电机机侧最优功率控制技术

直驱式波浪发电系统具有结构简单、成本低、效率高等优点,得到了国内外学者的广泛关注。该文以直驱式波浪发电系统为研究对象,分析并建立了直驱式波浪发电装置的水动力数学模型和永磁直线电机的动态数学模型。推导了基于模型预测的功率控制策略用于直驱式波浪发电系统。在功率控制策略中从功率捕获策略和功率跟踪控制策略展开研究以实现将波浪能转换为电能并汇入直流母线。重点围绕功率捕获策略开展基于模型预测控制技术研究,分别从控制策略、预测区间和成本函数三个角度分析了基于模型预测的最优功率捕获策略。建立了仿真模型并进行仿真分析,结果表明,采用基于模型预测的最优功率捕获策略可有效提高不规则波下发电机从波浪发电系统捕获能量。此外,采用以直流母线功率汇入最大为目标的成本函数可以有效地提高发电机输入直流侧能量,具有重要的实用价值。最后通过实验室模拟平台进行了实验测试。

一种开关磁阻风力发电机新型功率变换系统及其最大功率点跟踪控制

本文提出一种含可变励磁电压且所用开关管数量最少的新型开关磁阻发电机(SRG)功率变换器,包括主电路与励磁电路,主电路所需主开关管数量等于SRG相绕组数,励磁电路仅需一只主开关管。励磁电压与发电电压解耦并可独立控制,励磁电路无隔离环节并与主电路共地。在分析该新型功率变换器工作原理的基础上,针对变速风力发电应用工况,提出基于该新型功率变换器的SRG最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,给出励磁电压扰动控制策略。通过对一台750W的SRG样机系统进行仿真和实验,并与基于共上管功率变换器的SRG风电MPPT进行比较,结果表明本文所述新型SRG功率变换器的输出功率增加1.5%,验证了该新型功率变换器及其控制策略的有效性。

独立光伏阵列全局最大功率点跟踪控制技术

受多种因素影响,传统独立光伏阵列跟踪方法跟踪效率低、速度慢,为此提出一种独立光伏阵列全局最大功率点跟踪控制技术。通过建立独立光伏阵列工程仿真模型,模拟在实际工程中的光伏阵列发电特性;分析独立光伏阵列输出特性,得到I-U特性曲线和P-U特性曲线;利用梯度法跟踪全局最大功率点,观察P-U特性曲线存在的扰动,求得P-U特性曲线上的最大值。经实验论证分析,在无阴影条件下,该方法的振荡范围更小,跟踪速度更快;在静态阴影条件下,跟踪精度更高,具有良好的控制能力;在动态阴影条件下,能够在阴影突变后再次准确找到全局最大功率点。

双轴励磁发电机功率跟踪励磁控制系统研究

采用传统双通道励磁控制系统的双轴励磁发电机(简称为双励机)动态过程时间长,振荡幅值大,不利于电力系统的稳定运行。为此,在双励机的功率反馈环节增加不完全微分控制,提出了一种具有功率跟踪功能的励磁控制系统。对双励机动态过程中的有功功率、无功功率和励磁电流差值进行不完全微分,进而判断功率的变化趋势,调节d、q轴励磁电流的比例以改变励磁磁动势的方向,进而抑制功率的振荡,最终达到增加系统阻尼的作用。以转矩扰动和无功扰动为例,对比研究了功率跟踪励磁控制系统与双通道励磁控制系统对双励机动态过程振荡幅值和振荡时间的影响,结果表明,采用功率跟踪励磁控制系统可大幅减小系统的振荡幅值和振荡时间,有效提高系统的阻尼,为电力系统的稳定运行提供有力支撑。

光伏阵列最大功率跟踪变论域模糊控制

光伏阵列的输出功率随着环境条件和负载改变而变化,为了充分利用光伏阵列的输出,需对其进行最大功率跟踪控制。本文用变论域模糊控制方法实现最大功率跟踪控制,该方法利用论域收缩因子,在保证响应快速性的前提下,提高了稳态跟踪精度。本文方法与扰动观察法和基本模糊控制方法进行了对比研究,结果表明本文方法能够获得更快的响应速度,更高的跟踪精度和更大的功率输出,更适合进行光伏阵列的最大功率跟踪控制。

面向智慧微电网的最大功率点跟踪控制实验教学

智慧微电网最大功率点跟踪控制实验是新能源与微电网技术专业课程的重难点内容,同时也是光伏发电系统运行的重要环节。通过智慧微电网实验教学平台对最大功率点跟踪控制进行实验,可以培训学生掌握光伏发电理论知识与操作技能。借助虚拟仿真实验安全性特点,发挥实物实验真实性优势,虚拟现实混合实验提高了学生的综合实践与创新能力,有利于多学科的交叉融合,也有效解决了实验教学条件不足的问题。

基于光伏微电网的最大功率跟踪功率控制研究

随着环境问题的日益突显,新能源发电已成为电网构架中的重要组成部分。由于光伏等新能源发电存在不确定性,对电网的安全稳定运行的冲击巨大。为提高电网稳定性,本文采用一种基于人群搜索粒子群算法的最大功率跟踪控制(MPPT)方法,该方法可以迅速有效地调整光伏系统的最大输出功率。在Matlab/Simulink环境中搭建模型,通过与传统的光伏微电网对比,验证了该控制方法的有效性。