太阳能光伏发电最大功率点跟踪控制器设计

为提高光伏发电系统的效率,设计一种太阳能光伏发电最大功率点跟踪控制器。该控制器采用升降压式DCDC变换电路,利用变步长占空比扰动法实现最大功率点跟踪。设计以超级电容和蓄电池混合储能的充电方式,该方法在太阳光强较弱时用小电流继续对蓄电池充电,实现对蓄电池实时充电。对太阳能充电进行相关实验,结果表明:设计的最大功率点跟踪控制器可以在任何光照条件下完成充电,超级电容与蓄电池混合充电比蓄电池单独充电时的充电电流增加了29.1%,提高光伏发电系统的效率。

应用于光伏发电系统的最大功率点跟踪控制器设计

为了提高光伏发电系统的效率和稳定性,从而有力促进可再生能源的推广,提出一种应用于光伏电池系统的最大功率点跟踪控制器。首先,对光伏电池系统进行Matlab/Simulink建模和仿真,并完成输出特性分析;然后,采用动态步长对最大功率点跟踪算法中的传统扰动观察法进行优化,以减少误判;最后,基于DSP TMS320F2812设计了控制器的硬件电路。实验结果显示,提出的最大功率点跟踪控制器具有更高的稳定性,有效地提高了太阳能的利用率。

适用于光伏发电系统的神经网络最大功率点跟踪控制器研究（英文）

针对基于BP神经网络的光伏最大功率点跟踪(MPPT)控制存在的问题,提出了一种适用于光伏发电系统的改进型神经网络MPPT控制器。首先对太阳能光伏发电系统中的电池工作原理及其等效电路进行了分析。然后采用BP神经网络和模糊控制相结合对来实现光伏MPPT控制。此外,采用自适应参数对模糊控制器进行了改进。最后,基于BOOST转换电路建构建了光伏电池的matlab/simulink仿真模型。实验结果显示:提出的最大功率点跟踪控制器具有较高的准确性和反应速度,且稳定性较好。

基于旗鱼优化算法与扰动观察法复合控制的最大功率点跟踪策略

针对传统的最大功率点跟踪MPPT(maximum power point tracking)方法在部分遮阴条件下陷入局部最优而失效,且常见的智能优化算法往往存在收敛精度差、收敛速度慢、系统稳定性不高等问题,提出1种基于旗鱼优化SFO(sailfish optimization)算法与扰动观察P&O(perturbation and observation)法混合控制的光伏系统最大功率跟踪策略。SFO算法同时使用旗鱼(捕食者)和沙丁鱼(猎物)2个种群,可保证粒子在全局空间探索。所提混合算法先利用SFO算法快速跟踪到最大功率点附近,再利用小步长P&O法对最大功率点进行精细搜索,最后利用分段步长的方法同时兼顾MPPT搜索速度和搜索精度的要求。仿真结果表明,所提混合控制策略有效提升了控制系统的响应速度及跟踪精度,提升了系统的稳定性。

基于长短期记忆网络-模糊控制的光伏最大功率点跟踪算法

光伏阵列具有非线性特点且其最大功率点会随环境变化而产生偏移现象。尽管最大功率点跟踪算法被广泛地应用于跟踪和预测光伏系统的最大功率点,但仍然面临着模糊控制的动态品质低、控制精度不佳等挑战。为解决前述问题,提出了一种集成长短期记忆网络与模糊控制的光伏最大功率点跟踪算法。首先,采用长短期记忆网络以时间序列法预测最大功率点电压。其次,将该预测电压与光伏阵列电压间偏差及其导数作为模糊控制的输入,然后直接调节Boost变换器的占空比。再者,为防止开关管常通,预先设置了变换器的最大、最小占空比。最后,在四种可变大气条件下,利用MATLAB/Simulink对所提算法进行仿真验证。实验结果表明:与长短期记忆网络、电导增量法和遗传算法相比,所提出的算法具有良好的跟踪性能、稳定精度及效率,并且具有波形更平滑、振幅较小的优点。

局部遮荫下基于改进金枪鱼算法的光伏最大功率点跟踪控制

光伏阵列在局部遮荫环境下的P-U特性曲线呈现多峰特性,导致传统最大功率点跟踪(MPPT)算法在跟踪最大功率时失效。为此,提出一种基于改进金枪鱼算法的光伏MPPT双层控制模型,在上层中将莱维飞行(Levy)策略和多项式变异策略嵌入金枪鱼算法中,构建莱维-多项式变异金枪鱼算法(LPTSO)来搜索全局功率最大点;在下层中采用扰动观察法对全局最大功率点进行局部跟踪,以降低局部遮荫环境下的功率振荡。将该双层控制模型应用于光伏MPPT仿真系统中,仿真实验结果表明,针对多峰MPPT控制,所提模型在收敛速度、跟踪效率、功率振荡等方面都有较大提升,该光伏MPPT双层控制模型能够有效解决局部遮荫环境下最大功率跟踪失效的问题。

基于跃变探索式电导增量法的光伏阵列全局最大功率点跟踪控制研究

实现光伏阵列最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)的传统算法已经较为成熟,但是在局部阴影出现后会发生寻优失效,难以实现全局最大功率跟踪(Global maximum power tracking, GMPPT)。为解决该问题,研究人员提出将粒子群(Particle swarm optimization, PSO)等群搜索算法应用在MPPT控制过程中,虽然能够控制工作点稳定在全局最大功率点处,但由于该算法收敛能力依赖于核心参数,在应用过程中有一定概率会导致系统振荡。针对以上问题,在电导增量法(Incremental conductance, INC)的基础上提出跃变探索式电导增量法(Jump explore incremental conductance, JEINC),相较于传统电导增量法而言,具有较强的探索能力,能够在局部阴影下实现全局最大功率点跟踪控制,同时所提算法具有较好的收敛能力,在工作点位于最大功率点附近能够快速稳定。在三种光照环境下进行Matlab仿真,从稳定时间、暂态过程能量损耗率和振荡幅值三个方面验证了所提算法相较于电导增量法和粒子群算法的优越性。

微型逆变器电池最大功率点跟踪控制策略

为了更有效地跟踪微型逆变器光伏阵列电池的最大功率点,借助MATLAB软件,构建了光伏阵列电池的仿真模型,通过仿真得出光伏阵列电池的P-V曲线,验证了仿真模型的可行性。设计了一种基于改进型变步长扰动观察法的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,在MATLAB软件中构建了相应仿真模型,并对3种不同扰动观察法进行了仿真分析。通过仿真实验可知,在不同光照强度下,改进型变步长扰动观察法具备快速且准确跟踪最大功率点的能力,有效减少在最大功率点附近的振荡,并展现出良好的稳态效果。

采用单片机的太阳能电池最大功率点跟踪控制器

文章介绍了一种采用Motorola单片机实现太阳能电池最大功率点跟踪 (MPPT)控制的精简设计。在这个设计中提出了采用“电压扰动法”来实现MPPT控制 ,并给出了实验方法。实验结果表明 ,控制器达到了MPPT的目的。

基于直接转速控制的风电机组最大功率点跟踪策略研究

通过分析各风速下风轮气动转矩特性及发电机在各最大功率跟踪点转矩-转速运行轨迹,依据风电机组在最大功率点上风轮气动转矩与发电机转矩平衡的原理,提出基于发电机电磁转矩的动态最优转速的计算方法,然后以该最优转速为控制目标,设计基于转速偏差的反馈控制器,并做恒转速区与变转速区的控制效果分析。仿真与现场测试表明,该直接转速控制策略可实现最大功率点跟踪,在恒转速区与变转速区具有统一的控制方式,控制逻辑简单实用,有望在风电行业推广,有较好的应用前景。

基于MPC的直接电流控制光伏最大功率点跟踪

传统光伏电池最大功率点追踪技术(MPPT)能追踪光伏系统的最大功率点(MPP)并使系统运行在MPP点。但是,在追踪过程中由于追踪速度和追踪精度的矛盾,使得系统在MPP点附近发生振荡。提出一种模型预测直接电流控制(MPC-DCC)和改进了的电导增量最大功率点追踪技术。系统采用Boost升压型电路进行DC-DC控制,先由改进了的电导增量法得到参考电流,再由MPC环节进行直接电流控制。对所研究的系统进行了Simulink仿真和硬件在环实验验证,结果表明该方法能够使用改进电导增量法快速准确找到MPPT最大功率点,并发挥MPC-DCC的控制器带宽及控制精度高的双重优点。

基于改进模糊控制算法的光伏发电最大功率点跟踪技术研究

为了保证光伏发电系统具有最高的发电效率,必须使光伏发电系统工作于全局最大功率点,对光伏发电系统的最大功率点跟踪技术进行了研究。由于光伏电池输出特性的非线性,采用基于改进的模糊控制算法最大功率点跟踪技术,模糊控制器可以根据偏离平衡位置的程度产生自适应跟踪步长,通过优化控制算法改善系统的不对称性,提高最大功率点跟踪精度。通过MATLAB建立仿真模型并进行实验研究,结果表明光伏发电系统最大功率点的跟踪精度及跟踪速度均明显优于传统算法,可使光伏发电系统更高效地运行。

基于最大功率点跟踪下垂控制的光储一体化系统研究

光储一体化系统相较于光储独立式系统具有更好的体积成本优势和分布式发电消纳能力,但现有一体化系统往往存在电能利用不充分的问题。为研究高功率密度、高光伏出力利用率的光储一体化设备,探究光储一体化系统稳定、可靠、高利用率的并网控制方法,本文对光储一体化系统内部重要元器件进行物理建模,分析光储一体化系统有功出力特性,提出一种基于最大功率点跟踪(MPPT)下垂控制的光储一体化系统控制方案,并在仿真软件中验证了方案的有效性。

模糊自整定PID控制器在太阳能最大功率点跟踪中的实现

介绍了以DSP芯片TMS320LF2407A为控制器,采用最大功率点跟踪(MPPT)控制策略为增量电导法,并引入模糊自整定PID调节器。实践结果证明,可基本消除光伏电池输出功率在最大功率点的振荡,提高了跟踪效率,降低了MPPT的波动。

局部阴影下基于GWO-P&O混合算法的光伏最大功率点跟踪

针对局部遮阴环境下传统灰狼优化(Gray wolf optimization,GWO)算法在跟踪最大功率点时P-U特性曲线出现多峰值、后期收敛速度慢、稳态精度低等问题,结合灰狼优化算法和扰动观察法(Perturbation and observation,P&O)各自的优势,提出了基于GWO-P&O的混合优化最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,MPPT)算法。首先,采用灰狼优化算法逐渐向光伏的全局最大功率点靠近。其次,在灰狼优化算法收敛后期引入P&O法,既保持了灰狼优化算法较高的稳态精度,又能以较快速度寻找到局部最大功率点。最后,在不同环境工况下,将所提出的GWO-P&O方法与传统GWO算法进行对比。结果表明,改进的GWO-P&O算法在保证良好稳态性能的同时,一定程度上提高了GWO算法后期跟踪最大功率时的收敛速度。

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。

太阳能电动车最大功率点跟踪模糊控制器设计

采用模糊控制进行太阳能电动车最大功率点的跟踪,根据太阳能电动车能量控制系统的要求,为提高系统的稳态性和鲁棒性设计了适合于太阳能电动车的带修正因子自调整MPPT模糊控制器,在变化的外界环境下,应用Matlab/Simulink仿真软件包对MPPT模糊控制器控制的能源系统进行了仿真研究,结果表明该控制器对环境的变化有较强的自适应能力,具有优越的控制性能,为太阳能电动车的应用提供了参考。

光伏发电系统中最大功率点跟踪控制策略分析

随着可再生能源的快速发展,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛关注。然而,光伏发电系统的输出功率受多种因素影响,波动较大,因此最大功率点跟踪(MPPT)技术对于提高光伏发电效率具有重要意义。本文从光伏电池特性出发,分析了光伏发电系统中MPPT的几种传统控制策略,如恒定电压法、扰动观察法和电导增量法,以及人工智能控制法,如模糊控制和神经网络控制法。通过对这些方法的优缺点进行比较分析,本文旨在为选择合适的MPPT策略提供理论依据。

光伏发电最大功率点跟踪控制技术研究

光伏发电系统的效率和稳定性受到多种因素的影响,如光照强度、温度等,而光伏电池的最大输出功率具有不确定性、可变性等特征。基于此,文章对光伏发电的最大功率点跟踪控制技术进行研究,通过分析光伏电池产出信息的数据,建立了光伏电池产出的信息曲线;通过对光伏技术发电信息进行分析数据处理,检测并替换空白值,同时进行归一化处理;基于模糊逻辑控制实现最大功率点的跟踪,实现光伏发电最大功率点跟踪控制。实验结果表明,光伏发电最大功率点跟踪控制技术能较好地跟踪光伏电池的最大功率点,使跟踪的动态性得到明显提升,在光伏电池最大功率点的跟踪测试中,文章设计的方法能保持较高的跟踪精度和响应速度。

极寒地区光伏发电机组最大功率点跟踪控制方法

极寒地区环境复杂,受到光照强度变化大、温度过低等因素的影响,光伏发电机组功率点跟踪结果不精准。为解决这一问题,提出了一种基于功率修正算法的极寒地区光伏发电机组最大功率点跟踪控制方法。先构建极寒地区光伏电池等效电路模型,分析电池电流-电压特性。然后在相同光照强度、不同温度和相同温度、不同光照强度的条件下,分析光伏电池输出情况,得到光伏发电机组输出功率出现偏差的结论。最后使用基于功率修正算法的最大功率点跟踪控制方法,修正实际工作条件下光伏发电机组输出功率。计算光伏发电机实时最大可用功率和实时输出功率,确保光伏发电机组始终在最大功率点运行,实现对光伏发电机组输出功率的有效调控。由试验结果可知,该方法跟踪控制过程中当光照强度分别为1000、750、500、250 W/m^(2)时最大功率分别为240、190、160、120 W,当温度分别为-45、-40、-35、-30℃时最大功率分别为260、240、200、165 W,与实际数据一致,说明使用该方法的跟踪控制结果精准。