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。

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。

永磁直驱风电系统中最大功率点跟踪控制优化的仿真研究

分析了风力机特性、永磁直驱电机模型、变换器控制策略及各种功率跟踪控制算法优缺点,并提出一种基于爬山搜索法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的优化。在MATLAB/Simulink环境下搭建了永磁直驱风力发电系统模型,仿真分析了控制方法对最大功率点的跟踪效果,结果表明当风机起动及风速变化时MPPT控制方法能够使系统快速稳定在新的工作点,捕获得最大功率。由此验证了改进优化后的控制方法及所搭建模型的准确性与有效性。

光伏发电最大功率点跟踪控制研究与仿真

该文根据光伏发电系统的输出特性,详细总结和阐述了当前最大功率点跟踪控制的常用算法及其特点。同时,利用DIgSILENT仿真平台建立了基于扰动观测法的MPPT控制模型,并进行仿真分析。

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。

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。

光伏系统最大功率点跟踪算法研究

在光伏系统中,由于光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大,光伏电池的光电转换效率太低,使其不能以最大效率转化为电能输出。最大功率点跟踪是指为充分利用太阳能,控制改变光伏电池阵列的输出电压或电流的方法使阵列始终工作在最大功率点上,根据光伏电池的特性,出于经济方面的考虑,在小规模的系统中经常使用最大功率点跟踪的方法提高系统光电转换效率。

突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法研究

作为光伏发电系统的重要组成,MPPT变换器能够实现光伏电池最大功率点跟踪(maximumpowerpoint tracing, MPPT)控制。但在环境通风不畅和冷却装置失效等突发性散热故障情况下,变换器极易发生过热停机保护,导致光伏电池无法输出功率,严重影响光伏发电的可靠性与经济性。为此,以一个300 W级MPPT变换器为对象,对其功率器件温升特性进行了试验分析。随后,结合传统MPPT算法和主动热管理策略,提出了一种突发散热故障时的光伏MPPT变换器控制方法。通过对器件驱动信号占空比的动态限制和开关频率的分级调节,所提方法能够主动调整器件工作损耗,进而充分挖掘变换器输出功率。相关实验表明,所提方法可最大程度保留变换器散热故障时的光伏出力,并减少散热故障修复前的光伏发电经济损失。根据实验结果,构建了所提方法性能评价指标,并分析了方法性能的影响因素。

基于Split源逆变器的单相光伏发电系统模型预测控制

利用Split源逆变器将光伏发电模块与电网连接,并基于该拓扑结构,研究了单相光伏发电系统模型预测控制算法。将网侧电流引入PI控制模块,实现了对直流侧电压的跟踪控制。搭建了基于有限控制集的电流预测模型,并通过控制Split源逆变器输入电流,可实现最大功率点跟踪控制。最后,通过MATLAB/Simulink对整个系统进行了仿真,验证了所提出的控制方案。

光伏发电系统功率输出控制模式研究

分析了光伏电源的功率输出特性,对光伏电源的最大功率点跟踪控制模式与恒定功率控制模式进行了研究,并对其控制方法进行了仿真分析。结果表明,改进的电导增量法可以同时满足最大功率点跟踪与恒定功率控制双重模式,且简单实用。

波浪能发电控制技术研究综述

开展波浪能发电技术控制方面的研究可有效平抑电力输出的波动性,显著提升电能质量,对充分利用波浪能具有积极意义。为了让研究人员全面了解当前的研究水平和未来研究方向,对近年来国内外波浪能发电系统控制技术的研究情况进行了梳理和总结。基于国内外波浪能发电控制技术的研究成果,对波浪能发电控制技术的分布情况及热点问题进行分析;以波浪能发电装置安装位置、波浪能能量转换方式、功率输出方式为分类依据,对波浪能发电系统进行介绍;以最大功率点跟踪控制和电能质量控制为线索对波浪能发电控制技术进行分类,对控制原理、技术特点和应用情况进行对比分析。最后,对该领域后续的研究方向进行探讨和展望。该研究成果能为波浪能发电的高效转换和稳定输出控制研究提供参考。

不规则波浪发电系统MPPT及限功率优化控制

常规的控制策略未考虑实际海域中波浪发电的不规则性,影响波浪发电系统运行效率及稳定性,为此提出一种考虑不规则波的波浪发电系统功率优化方案。通过分析波浪发电装置最大功率捕获条件,构建基于永磁直线同步发电机的孤岛运行波浪发电系统。根据波浪输入速度及位移,采用纵横交叉算法(CSO)中纵横交叉算子交替作用,寻得电机电磁力最优控制量,通过空间矢量调制的电流控制策略,实现最大功率点跟踪(MPPT)控制及限功率(非MPPT)控制2种模式。在输入变化及负荷变化的情况下,验证了考虑不规则波的波浪发电系统运行的可行性与稳定性。结果表明,所提控制方法具有强鲁棒性,提高波浪能捕获效率,使波浪发电系统功率优化效果好。

基于改进鲸鱼优化算法的光伏发电系统MPPT控制研究

在局部阴影条件下,常规的最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)算法因含有容易陷入局部极值、跟踪精度低等弊端,使其无法及时、精确地跟踪光伏发电系统的最大功率点,因此,提出了一种基于改进型鲸鱼优化算法的光伏发电系统MPPT控制策略。首先,采用混沌映射初始化种群,增加种群的多样性。其次,通过引入非线性收敛因子使局部寻优能力和全局搜索能力达到均衡。最后,通过引入非线性时变的自适应权重使系统及时跳出局部最优解,并提高搜索的精度。经仿真验证,与粒子群优化算法、狮群优化算法、传统的鲸鱼优化算法等相比,改进的鲸鱼算法在跟踪速度、精度、稳定性等方面均有更显著的效果。

基于串级离散极值搜索框架的光伏MPPT控制研究

光伏系统具有非线性、时变特征,且局部遮阴条件下功率输出存在多峰现象。为保持光伏系统始终输出最大功率,同时优化控制过程的瞬态响应,提出了一种串级离散极值搜索框架,其中包括T周期采样器、零阶保持器、收敛判别器、前级区间搜索算法、中级当前最优搜索算法和后级全局最优搜索算法。进一步改进了松鼠搜索算法,并实现了中级当前最优搜索。对光伏发电系统开展了数值仿真实验。与国内外最新文献中提出的方法相比,所提出的方法收敛速度最快,振荡次数最少,这表明所提出的方法极大提升了最大功率点跟踪控制过程的瞬态性能。

光储独立直流微电网的协同控制策略研究

针对由光伏、蓄电池及可变负载组成的独立直流微电网,提出电压和电流分段式协同控制策略。该控制策略将能量管理划分为4种工作模式,采用最大功率点跟踪控制充分利用太阳能,将蓄电池作为支撑单元,当光伏模块不能稳定直流母线电压的时候,蓄电池才工作,从而降低蓄电池的切换频率。为了防止过充,将蓄电池充电分为恒流充电和恒压充电两种模式,从而增加蓄电池的使用寿命。建立Matlab仿真模型,其仿真结果验证所提控制策略的可行性。

基于PSoC的太阳能MPPT系统控制器设计

为了实现对光伏发电照明系统能量的优化管理,提高能量利用效率,设计了基于可编程片上系统(PSoC)CY8C29466的光伏能量管理控制系统。系统对太阳能电池的功率输出采取了最大功率点跟踪控制(MPPT),一定程度上提高了光伏系统的输出效率。在蓄电池充放电过程中,采取了断开回路、连接负载的检测方法,实现了对蓄电池容量的准确检测,有效的防止了蓄电池过充、过放的发生,延长了其使用寿命。系统后期测试数据表明,基于PSoC的光伏能量管理系统可以对太阳能电池的输出和蓄电池的充放电进行有效控制,具有广泛的应用前景。

直驱永磁同步风电机组在全风速范围内的控制策略研究

为实现直驱式永磁同步风电机组在全风速范围内的高效、稳定运行,提出了一种基于最优转速给定的最大功率点跟踪控制策略与一种变桨距控制策略。当风速波动时,发电机转子转速的参考值将根据风电机组运行状态的不同选择不同的计算方式,使得风力机功率系数最大或稳定在额定转速不超速。而桨距角的大小将根据发电机的输出功率变化,当输出功率小于额定值时保持为0,大于额定值时增大使得输出功率稳定在额定值附近。最大功率点跟踪控制系统及桨距角控制系统都以发电机的输出功率大小作为控制方式的切换条件,无需复杂的切换规则。在Matlab/Simulink仿真平台上全风速范围内的风电机组的运行结果验证了所提出的控制策略的正确性与有效性。

光伏汇流箱双路MPPT控制器的研究

在光伏发电系统中,汇流箱起到了汇集光伏电池电流和进行最大功率点跟踪(MPPT)的功能。设计了一种应用于光伏汇流箱的双路MPPT控制器,每个支路采用双重Boost结构,MPPT控制采取变步长的电阻增量法。对此双路MPPT控制器进行Simulink仿真和实验分析可知,双路双重Boost电路结构能够有效降低输出电流纹波;在光照突变后,采用变步长电阻增量法的MPPT控制器可以使光伏系统快速且稳定地达到新的最大功率点并且确保各个电感电流均流。

基于滑模控制的光伏发电MPPT控制

为了快速进行最大功率点跟踪控制,提高太阳电池输出效率,将滑模控制应用在光伏系统最大功率点跟踪控制中,设计了基于光伏MPPT控制的滑模控制器。搭建太阳电池组件模型及Boost变换器和滑模MPPT控制模型,并在MATLAB仿真环境下进行了仿真,结果表明采用滑模MPPT控制可以快速地实现光伏系统的最大功率点跟踪控制,缩短系统调整时间,减小超调量与稳态误差。

有限周期环MPPT控制型光伏电池充电器的设计

为了最大限度的实现光伏电池效率的转换,而采用太阳能输出电流周期性的自动跟随基准指令电流,即用有限周期环最大功率点跟踪控制(有限周期环MPPT控制)技术来达到最大输出功率,介绍了其技术原理、设计方法和实际电路的测试结果。通过充电器的实践证明,本充电器具有电路简单,控制精度高,充电效率高,实用性强等优点。其最主要的特点就是可以在不同的光照条件下完全采集光伏电池能量。另外,本电路还可以作为大容量直流系统的个体能量供给源。