基于MPPT的新型变步长增量电导法的研究

针对目前太阳能发电技术,光伏阵列输出最大功率点的跟踪精度低,光电转化效率有待提高的现状,选取了最大功率点跟踪技术(MPPT)为研究对象。在综合分析了现工程应用的各种控制算法的原理基础上,并且根据光伏输出特性,提出了"基于MPPT的新型变步长增量电导法"的控制策略。在Matlab/Simulink环境下对该方法进行了仿真验证。该控制策略具有跟踪精度高,功率输出稳定,对外界光照,温度等环境变化抗干扰能力强的优点。

面向太阳能无人机的自适应扰动步长增量电导法研究

太阳能无人机机动过程常导致机翼表面光伏阵列所受辐照发生大幅快速变化,给光伏阵列最大功率点跟踪控制方法带来了新的挑战。提出了一种跟踪过程快速稳定无振荡的自适应扰动步长增量电导法。首先,根据“蒲公英IB”无人机的太阳翼布局,建立了光伏电池阵列模型,分析其输出特性曲线;其次,介绍了传统增量电导法的原理及优缺点;然后,针对传统增量电导法在光照大幅度变化条件下动态性能较差的缺点,通过对前三步电压之间的比较,制定扰动步长调节准则,提出自适应扰动步长增量电导法,以达到快速稳定地追踪到最大功率点的效果,从而适应飞行器姿态动态变化时辐照条件的变化;最后,设计了稳定辐照和大幅度变化辐照两种任务工况,对所提方法进行仿真与试验分析,并与传统增量电导法进行对比分析。结果表明,仿真与试验结果在两种不同的工况下,结果基本保持一致。相比于传统增量电导法,所提自适应扰动步长增量电导法在大幅度辐照扰动时可以快速跟踪到光伏阵列的最大功率点,并且可以明显改善稳态时的功率振荡现象,跟踪速度最大可提升50%,最终追踪效率可提升约3%。所提出的适用于太阳能无人机光伏发电系统的自适应扰动步长增量电导法能够快速稳定跟踪到最大功率点,对辐照变化的适应能力具有明显优势,具有良好的有效性、实时性和工程实用性,可为太阳能无人机高能效飞行提供有力支撑。

一种改进的变步长电导增量光伏电源MPPT控制方法

光伏系统的最大功率点跟踪方法可以最大限度地利用光伏电池所能产生的电能,因此成为提高光伏发电系统运行效率、降低光伏电能成本的研究热点。针对目前常用的扰动观察法速度较慢、电导增量法在最大功率点附近有较大振荡的问题,提出一种改进变步长电导增量的最大功率点跟踪控制方法,该方法既具有电导增量法快速跟踪的优点,又能准确、稳定地跟踪到最大功率点,因此更适于提高光伏电源的能源利用率。对所提方法进行了仿真分析,并比较了几种MPPT算法的跟踪效果,结果表明,所提方法具有快速性、稳定性和有效性。

基于电压闭环滑模控制的变步长电导增量法MPPT策略

光伏发电最大功率点跟踪技术具有广泛的应用需求。文章设计了一种基于电压闭环滑模控制的变步长电导增量法,该方法的外环采用变步长电导增量法来实现最大功率点的准确跟踪;该方法的内环采用滑模算法来实现电压的控制,并通过改进的指数趋近律来改善电压控制的动态品质。分析结果表明,相比于电压闭环PI控制方法,基于电压闭环滑模控制的变步长电导增量法具有更优的动态和稳态性能。

基于新型变步长电导增量法的MPPT算法研究

为更好地解决光伏MPPT算法跟踪速度和稳态精度难以兼顾的问题,提出一种新型变步长电导增量法。此方法先采用可应对环境突变的0.8倍开路电压法快速跟踪到光伏电池最大功率点附近,然后利用反余切函数变系数法调整跟踪步长,使系统逐渐稳定跟踪到最大功率点运行。文中对扰动法、传统电导法及本文所提方法在温度、日照强度突变工况下进行了仿真对比分析。仿真结果表明,相比扰动法及传统电导法,新型变步长法有着更快的跟踪速度及更高的稳态精度,有效降低了跟踪时间、减小了稳态功率振荡引起的能量损失。

一种优化变步长电导增量法的MPPT控制

由于光伏电池的输出特性会随着环境变化而改变,因此,合理的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术是提高光伏发电系统效率的关键.但在定步长算法中,跟踪速度和稳态精度之间存在固有矛盾,而传统变步长算法在光照变化下缺乏灵活性,起动速度慢,制约了MPPT的跟踪质量.针对此问题,提出一种优化的变步长电导增量法.该算法可根据工作点位置选取合理的跟踪比例系数,克服了传统变步长算法动态响应速度慢、精度不高的问题.在Matlab/Simulink下的仿真结果证实了该算法在变化的光照情况下的可行性.

光伏最大功率点跟踪变步长电导增量法的算法优化

根据光伏(photovoltaic,PV)系统输出电压-功率(U-P)曲线在最大功率点(maximum power point,MPP)两侧斜率变化的规律有所不同,MPP左侧曲线变化舒缓,右侧相对陡直的特点,在光伏最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制方法的研究基础之上,结合现有一些变步长电导增量法,提出了一种在MPP左侧利用指数函数来调整跟踪电压步长;在MPP右侧利用对数函数来调整跟踪电压步长的分段式变步长电导增量优化算法。仿真实验结果表明该方法良好地实现了对光伏系统最大功率点的跟踪,有效地降低了跟踪过程中MPP附近由步长振荡引起的功率损耗,提高了PV系统的功率输出效率。

基于指数变步长电导增量法的光伏最大功率点跟踪

光伏最大功率点跟踪方法可以最大限度地利用光伏电池所能产生的电能,已成为提高光伏发电系统运行效率、降低光伏电能成本的研究热点。本文分析了扰动观察法和电导增量法存在收敛速度慢、稳态振荡、陷入局部最优等问题,提出了一种具有阈值判断和变步长功能的指数变步长电导增量法,该方法既具有电导增量法快速跟踪的优点,又能准确、稳定地跟踪到全局最大功率点。进行了不同运行工况下的仿真实验,验证了上述方法的可行性和适用性。

基于PSO和变步长电导增量法的5G基站充电策略

在出现局部阴影的情况下,光伏阵列的输出特性具有高度的非线性、时变性以及功率极值点增加的特性,因此,导致传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法失效。针对这一问题,提出了一种基于粒子群优化算法和变步长电导增量法的改进MPPT算法。首先分析太阳能电池数学模型,选择Simulink的PV Array模块模拟太阳能电池,搭建完整仿真电路模型。然后编写基于粒子群优化算法和变步长电导增量法的改进MPPT算法程序。最后在温度为25℃,光照强度为1000 W/m2条件下,对比不同方法的仿真结果。实验结果表明:所提算法能够在系统的快速启动以及光照情况发生变化时完成最大功率点的快速定位,并可以根据设定的情况将最大功率点稳定在一个较为精确的范围。

基于改进电导增量法的光伏MPPT策略研究

根据光伏电池输出P-U曲线斜率的变化规律,提出一种新型的变步长电导增量法对最大功率点(MPP点)进行追踪,当工作点位于MPP点左侧时,采用曲线斜率的对数函数值作为步长系数调整工作点的位置,当工作点位于MPP点右侧时,采用曲线斜率的指数函数值作为步长系数调整工作点的位置,同时再利用恒压系数法获取MPP点左右两侧的初始步长值。此外,为了在外界环境突变时得到准确的步长值,采用功率修正法对前后功率差值进行修正以避免误判,通过在MATLAB/Simulink里搭建MPPT控制电路模型,并将文中所提算法与传统变步长电导增量法进行仿真对比,结果表明该算法相较于传统变步长电导增量法,能够更快地寻找到MPP点,且有效降低了寻找过程中由步长振荡造成的功率损失,提高了光伏发电转换效率。

原子集校正及步长可控的稀疏度未知CS重构

对残差信号用类高斯分布建模,通过分析回溯型自适应正交匹配追踪(backtracking-based adaptive orthogonal matching pursuit,BAOMP)算法的阈值选择方法与常规信号稀疏度方法的一致性和差异,提出一种改进的BAOMP算法.采用80–20准则判断信号的粗匹配状态,然后对后续匹配步骤引入可变步长阈值,实现选入原子集容量的精细调整,提高选入原子的正确匹配率,避免了残差信号的准周期性失配.实验结果表明,与BAOMP算法相比,在500次重复实验中,改进的BAOMP算法对高斯稀疏信号的精确重建概率提高17%～26%,对自然图像的精确重建概率提高70%以上.

基于电导增量法的改进型光伏电池MPPT控制方法仿真研究

良好的最大功率点跟踪(MPPT)方法能够有效提升太阳能光伏发电效率。分析比较了单相光伏发电并网系统中恒定电压法、扰动观测法和电导增量法三种常规MPPT控制方法的优缺点,并在此基础上提出了变步长电导增量法控制方案。根据光伏电池最大功率点左右两侧曲线斜率绝对值的比例关系,设置两个不同的步长比例系数对电压进行调整,使得系统更快到达最大功率点附近。仿真结果表明,该方法能明显提升系统最大功率点跟踪速度,减小振荡幅度,改善系统性能。

考虑风光出力不确定性的风光储微电网系统智能协调控制策略

对风光储互补的微电网发电系统进行研究,针对风光发电与负载功率不匹配问题,提出了一种基于新型变步长电导增量法的最大功率点追踪控制方法,利用基于Ziegler-Nichols法的改进自适应PID算法实现负载功率蓄电池充放电控制的协同控制策略。通过在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型并进行验证,证明了所述方案的准确性以及可行性。

改进的NURBS曲线预估校正插补方法

现行的NURBS曲线参数预估校正插补方法不能预估最开始的两个参数,而且不能控制预估参数迭代修正的次数。提出改进的NURBS预估校正插补方法,该方法预估插补点参数,根据最大进给步长约束、轮廓误差约束以及法向加速度约束,判定预估参数与实际参数的误差,当误差在允许范围内,则对参数步长增量进行调整,否则进行迭代修正。仿真实验结果表明,新方法通过对参数步长增量的调整,使得预估参数更加接近实际参数,较现有方法有效减少了参数迭代修正的次数,利于实时插补的实现。

基于功率效率最优化的D2D功率控制方法

LTE-A网络中的终端直通(Device-to-Device,D2D)技术能够有效提高资源利用率,然而复用资源引起的同频干扰会制约系统容量的提升.合理的功率控制策略可以有效降低干扰,提高网络整体性能.为了进一步提升该网络中各类用户的功率效率,文中提出一种基于功率效率最优化的功率控制方法.首先根据该网络资源复用的特点,从资源使用的角度提出一种新的功率效率定义方式,进而将功率分配建模为最大化该功率效率的优化问题,并提出了一种变步长增量迭代的求解算法为各类用户分配最佳发射功率.仿真表明,提出的功率控制方法能以较低的功耗获得较高的吞吐量,与现有方案相比,在降低了复杂度的同时使功率效率上升了约15%,有效减少了同频干扰造成的影响.

考虑功率限值管理的光储系统建模及控制策略

为有效减少微电网中光伏波动引起的能量损失,提升公共直流母线电压稳定性,避免储能系统中功率分配越限等问题,提出一种基于改进新型变步长电导增量法的最大功率点跟踪算法。基于模糊PI控制理论优化PI控制,并考虑超级电容实时荷电状态对蓄电池提出功率限值管理控制策略。搭建了基于改进型最大功率点跟踪光伏发电混合储能系统模型,其仿真结果表明:改进的控制算法及优化PI控制能够有效减小光伏功率能量损失,提升控制参数的适应度范围;采用功率限值管理能够平抑蓄电池电流及电压波动,延长使用寿命。

MPPT算法与输入输出反馈线性化控制技术在光伏发电系统中的应用

针对目前光伏发电系统采用的固定电压法、增量电导法等最大功率点跟踪控制技术跟踪速度慢、精度不佳的问题,提出采用变步长电导增量法进行最大功率点跟踪控制;为了控制光伏系统中电网电流和直流母线电压,采用输入输出反馈线性化控制技术,使得系统的功率因数和直流母线电压可用相同的算法进行控制。在Matlab/Simulink环境下对基于变步长电导增量法算法与输入输出反馈线性化控制技术的光伏发电系统进行了建模仿真,结果表明,采用反馈线性化技术控制逆变器后,日照强度和温度变化不会对电网功率因数产生影响;变步长电导增量法提高了光伏发电系统的动态和稳态性能,且降低了电网电流的总谐波失真率。

基于MPPT的单相光伏并网发电系统仿真研究

在Matlab/Simulink仿真环境下,设计了含PV、并网逆变器和控制器三个模块的5 k W单相光伏并网逆变系统。控制器采用电压外环电流内环的双闭环控制方法,具有最大功率跟踪功能。在外界环境突变情况下,对比分析了变步长电导增量法和定步长电导增量法的最大功率跟踪控制效果以及系统并网性能。仿真结果表明,光照强度突变时,采用定步长电导增量法,并网谐波电流总畸变率超出3%,不满足并网要求,而采用变步长电导增量法,在温度和光照强度突变时,均可快速、准确实现最大功率跟踪控制,且并网谐波电流总畸变率低于3%,功率因数接近1。

变角度缓面零件单点渐进成形轨迹优化

文章针对变角度缓面零件加工表面波纹不均匀、成形尺寸精度差的问题,提出了一种基于增量角度Δθ来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与Δθ之间的数学方程,并利用Matlab软件求解出给定Δθ时的增量步长Δz,并将该方法成功应用于变角度缓面零件成形。试验对比结果表明:该方法改善了变角度缓面零件的表面波纹,减小了底部圆形区域大小,能提高成形效率,提高变角度缓面零件的使用性能。

变角度缓面零件渐进成形刀具轨迹优化

针对变角度缓面零件渐进成形表面质量差的问题,提出一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,并建立了Δz与S_0之间的数学方程。以变角度缓面零件为例实验验证了该方法的可行性并分析了变角度缓面零件渐进成形存在的表面质量问题及原因。实验对比研究了该方法与传统加工方法在零件表面波纹、成形尺寸误差、成形时间等方面的区别,实验结果表明:该方法不仅能够提高成形效率还能有效改善曲面零件渐进成形后的表面质量。