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。

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。

分布式光伏发电最大功率点跟踪方法及控制研究

分布式光伏发电系统需要实时调整工作状态以适应环境变化,确保能量最大化输出。研究探索了最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)的多种方法,包括扰动观测法、电导增量法、模糊逻辑控制法以及粒子群优化方法。这些方法通过精细调节光伏系统的工作点,优化功率输出。各方法在响应速度、精度及稳定性方面表现各异,提供了有效的系统设计和实施指导。

光伏系统多峰最大功率点跟踪法研究

在Matlab/Simulink下对光伏阵列进行建模,验证其输出功率的多峰特性。改进模糊PID控制算法,实现扰动占空比步长自适应调节,减小振荡;且光照强度突变时,进一步调整扰动占空比,避免陷入局部极大值,找到全局最大功率,实现多峰最大功率点跟踪;结合免疫反馈机理,提高系统的响应速度和控制精度。仿真表明,当外界条件变化时,系统可有效跟踪光伏模块的全局最大功率,且响应速度快,鲁棒性强。

立方星电源系统最大功率点跟踪优化控制方法

针对立方星在能量来源严重受限条件下如何提高太阳能利用率的难题,提出一种适用于立方星的集中供电式空间微电源架构(EPS),并设计基于改进粒子群优化算法的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略来提升能量转换效率。首先,推导太阳电池阵列的数学模型,并根据太阳电池阵列的工作特性,提出电源系统最大功率点跟踪控制的物理系统实现结构。其次,设计基于改进粒子群优化(PSO)的最大功率点跟踪控制算法,并进行了数学仿真校验。最后,对所设计的电源系统架构进行了硬件实现和试验验证。地面试验结果表明,电源系统的太阳能最大转换效率可达95. 5%。该电源系统成功应用于世界首颗12U立方星'翱翔之星'的飞行试验,在轨数据表明电源系统工作状态良好,为微纳卫星电源系统的设计提供了有益参考。

部分遮挡条件下光伏阵列全局最大功率点追踪控制

光伏阵列的部分遮挡,使阵列功率电压特性呈现多峰,现有最大功率追踪方法在速度、准确度和可操作性方面仍有较大改进空间。首先,利用恒流源特性提出全局最大功率追踪新方法,即调整电流线法,该方法在P-U特性上沿着电流线斜率单调变化的方向不断调整电流线;然后对所提方法利用恒流源特性加快电流搜索过程并提高搜索终止条件的准确性;再从搜索过程和搜索终止条件两方面对现有0.8倍开路电压法进行改进;最后,以某光伏阵列3种遮挡模式以及遮挡模式间的变化为例,通过仿真验证所提两种方法(调整电流线法和改进的0.8倍开路电压法)均能准确、快速地追踪到全局最大功率点。所提方法为多峰最大功率追踪提供了新的思路。

一种改进的大型风电机组最大功率点跟踪优化策略

在风况较复杂的风力发电中,为了使风电机组充分利用风能,提高发电效率,需要一套可靠高效的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)策略。在研究传统方法的基础上,提出一种参数可控的变步长三点比较法改进策略。当功率变化在界定值以下时对转速采用不操作的方式抑制功率振荡;而在最大功率点附近指数倍削减步长,从而保障最大功率跟踪的精度和稳定性。控制器的参数采用经验法与华罗庚优选法选取,可满足绝大多数场合的要求。该种策略不依赖风速测量装置,经MATLAB软件仿真验证,具有良好的控制效果。

基于灰色BP神经网络的光伏发电系统最大功率点跟踪

为了提高太阳能的利用率,应使光伏阵列时刻都工作在最大功率点上。提出分别利用BP神经网络法与灰色BP神经网络法对最大功率点进行跟踪,对给定参数的光伏电池特性进行仿真分析,对建立好的BP神经网络通过Matlab编程进行训练,得到最优的训练系数,从而可以得到给定参数的光伏电池的最大功率点跟踪模型;计算出跟踪误差,再结合灰色预测方法对误差进行校正,进而得出误差较小的预测模型和最大功率点跟踪模型。计算结果表明,基于灰色BP神经网络法对最大功率点的跟踪迅速、准确。

浅谈光伏逆变器最大功率点追踪MPPT与电流采集

光伏逆变器是太阳能光伏发电系统中的核心设备之一。光伏逆变器的转换效率直接影响太阳能光伏发电系统的发电效率,而发电效率由逆变器中MPPT主要控制。本文阐述了MPPT的简要原理与电流采集方案,有助于提高光伏逆变器发电效率。

基于英飞凌单片机对太阳能最大功率点监测及控制

以英飞凌公司生产的16位单片机XE162F为核心处理器,以光伏发电为背景,旨在解决太阳能利用率较低的问题,为此提出基于英飞凌单片机的太阳能高效利用系统设计方案。采用光电传感器,实现对光源的检测和追踪。采用舵机调整电池板的最佳俯仰角,使太阳能电池板能正对并跟踪光源。其中关于太阳能最大功率点的跟踪监测(MPPT)算法,我们采用了控制精度高,低成本的扰动控制法进行最大功率点的实时监测。

Z源升压变换器光伏系统最大功率点跟踪研究

随着光照强度和环境温度的变化,光伏电池的最大功率点(MPP)也随之改变。为了实现光伏系统最大功率点跟踪(MPPT),将Z源升压变换器应用于光伏系统最大功率点跟踪电路,然后设计了Z源升压变换器的控制方法-改进电导增量法控制策略,最后设计出一种基于PI控制器的充电控制器。通过仿真结果验证了理论分析的正确性。

基于占空比的无电流传感器最大功率点跟踪系统

为降低能量收集系统的功率损耗,提出了一种基于占空比的无电流传感器最大功率点跟踪MPPT(Maximum Power Point Tracking)系统。传统的MPPT方法需要进行直流测量或开路电压测量,而本文提出的算法利用滞后切换信息预估发电机的输出功率,可以实现保持最大功率提取,无需进行直流测量。采用MSP430微控制器进行了实现,并调整MPPT算法以适合热电发电机的特性。滞后电压调节器能够将热电发电机输出电压维持在参考电平上,因此可以根据给定的温度条件下提取最大功率。实验分析结果表明,提出的MPPT能量收集系统结构简单、成本较低、功率损耗低,且适用于各类小规模可持续发电。

能量收集最大功率点跟踪DC-DC升压转换器设计

通过提升功率传输效率和降低电路功耗,设计了一种适用于低功率微弱能量收集的DC-DC升压转换器。升压转换器主要包括核心电路、最大功率点跟踪(MPPT)电路、零电流开关(ZCS)转换电路、振荡器、电荷泵和偏置电路。采用开路电压法检测输入功率,并适时调整开关导通时间,以调整输入阻抗,实现对能量源的MPPT传输;同时,采用特殊供电的ZCS,减小电路的亚阈值泄漏,提升转换效率。基于65 nm CMOS工艺对DC-DC升压转换器进行设计,芯片面积为260μm×380μm。仿真结果表明,在输入功率-7^-30 dBm内、能量源内阻50Ω~10 kΩ的条件下,跟踪效率峰值为99.81%。同时,在最低输入电压为35 mV、DC-DC转换器输出电压为1 V时,电路转换效率峰值为90.46%,整体功耗低于1.2μW。

局部阴影条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法对比研究

近年来涌现了许多针对局部阴影条件的光伏阵列最大功率点跟踪(MPPT)方法,这些方法的跟踪性能表现不一,目前也缺乏统一的评价标准。基于对大量文献的阅读与总结,选取了五种较为典型的多峰MPPT方法,对其在大量典型局部阴影案例下的跟踪性能进行Matlab仿真分析,并总结对比了各类MPPT算法的静态跟踪性能、动态跟踪性能以及MPPT效率。本文有助于光伏工程设计与装置研发人员快速了解并掌握当前最新的MPPT方法及其性能,为实际应用中MPPT方法的选取以及提高发电效率提供借鉴。

太阳能发电系统中最大功率点跟踪方法

针对光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)影响着光伏系统的发电效率,本文对光伏阵列的功率输出特性曲线进行了建模仿真分析,根据MPPT的目标是保持光伏阵列输出电压一直保持在最大功率点处,重点分析在光伏阵列出现局部阴影情况时的,光伏阵列的P-V输出特性为多峰曲线情况下,提出了一种基于改进的模拟退火粒子群算法的最大功率点跟踪控制方法,将模拟退火算法思想融入到粒子群算法中,改善粒子的探索能力,提升了最大功率点跟踪算法的收敛速度和精确性。

基于三次插值法的光伏最大功率点跟踪策略

针对光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)算法的跟踪速度、精准度及稳定性不理想的问题,提出了一种基于三次插值法改进的自适应爬山法。该方法是通过利用三次插值法改进的自适应爬山法,能够快速准确地达到对最大功率点进行跟踪。利用MATLAB/Simulink搭建了光伏发电系统MPPT跟踪控制仿真模型。仿真结果表明,该算法能够显著提高MPPT跟踪的速度、准确度和稳定性。

基于SA-CPSO算法的光伏列阵多峰值最大功率点追踪的研究

快速准确追踪到光伏列阵多峰值最大功率点具有重要的工程意义。传统粒子群算法应用于最大功率追踪时会产生稳定性较差和容易陷入局部最优解等问题,通过结合模拟退火算法能快速跳出局部最优解和混沌理论的遍历性的优点,得到模拟退火混沌粒子群算法。算法后期能快速稳定地向全局最大功率点收敛,可较好地解决光伏发电系统接收光照不均匀时多峰值最大功率追踪的问题。最后建立多组光伏列阵接收不同光照的场景,使用MATLAB仿真验证了模拟退火混沌粒子群算法在追踪最大功率点时寻优速度和收敛稳定性上的优越性。

光伏并网系统中的最大功率点追踪控制

太阳能电池阵列输出特性具有强烈的非线性,为了提高系统的整体效率,一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点,进行最大功率点跟踪(MPPT),使之始终工作在最大功率点附近。对并网系统的DC-DC电路原理和控制方法进行了研究,利用增量电导算法,通过脉宽调制的办法实现最大功率点的追踪,并用实验证实了其可行性和正确性。

太阳能电池的最大功率点跟踪技术的研究

本文在介绍光伏电池的基本特性的基础上，详细分析了太阳能电池最大功率点跟踪（MPPT）原理以及其扰动观察算法跟踪策略；然后基于Boost电路搭建了带有最大功率跟踪技术仿真算法的光伏矩阵仿真模型，并对结果进行了分析。仿真结果表明，跟踪步长的大小会影响系统的动态和稳态性能，且得出扰动观察法跟踪效果良好，达到稳态的振荡小，且在光强或温度发生改变时，系统能够迅速地追踪到最大功率点的结论。

基于虚拟负载的快速变步长光伏电池最大功率点跟踪方法

光伏系统最大功率点跟踪的传统方法涉及步长和周期的选取,而变步长算法需依赖系统参数等条件,影响系统的跟踪响应速度以及稳定性。为了进一步加快最大功率点的搜索速度同时降低稳态时功率输出振荡,提出一种新型快速变步长搜索算法。通过定义虚拟负载线并结合I-V曲线实现最大功率点的定向跟踪,可以在数个运算周期将工作点锁定在最大功率点附近。再通过对容许误差的定义,实现了稳态时输出功率无振荡。实验证明了所提算法能够显著提高搜索速度并保证了输出的稳定性,能够适应不同外部环境的快速变化。