基于Simulink的光伏特性仿真分析与MPPT算法改进

太阳能电池的输出功率随光照强度和环境温度的变化而变化,设计一种合理的最大功率跟踪(MPPT)算法对于太阳能的使用具有重要意义。分析、仿真了太阳能光伏电池特性,并结合传统最大功率跟踪算法的优点,设计一种改进型的最大功率跟踪算法,在不干扰系统正常工作的情况下能迅速感知外界环境变化,使系统输出功率快速稳定在最大功率点。研究表明,该算法具有跟踪速度快、振荡小、可靠性高等优点,适用于光伏发电场合。

光伏发电及MPPT算法简介

对光伏发电系统类型、组成、常用MPPT算法等进行了解,然后对最大功率跟踪常用算法的原理及其优点、缺点进行分析。

光伏系统自适应占空比干扰观测MPPT算法研究

以自适应占空比干扰观测MPPT算法为研究对象,探明自适应占空比干扰观测MPPT算法对太阳能独立光伏系统转换效率的影响程度,优化出最佳算法模型。在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下,该算法能够保持系统稳定以及良好的动态特性,最大限度地提高太阳能电池转换效率,为实现光伏系统效率最优化提供理论指导和技术支撑。

基于MPPT算法的温室大棚太阳能电池板供电系统

由于蔬菜大棚一般都在野外,且现代化蔬菜大棚中有许多传感器,使用太阳能电池板和蓄电池能够缓解电网压力,以及达到节能环保的作用。以太阳能电池板为主要研究对象,针对太阳能电池板所接受光照和其周围温度的改变,以及蓄电池本身的局限性设计了MPPT算法和三段式充电算法组成的系统,实验证明该系统能够使太阳能电池板的使用率得到近一步提升。

基于改进MPPT算法的光伏发电系统设计

新型太阳能发电作为一种可再生清洁能源,具有没有资源枯竭危险、绝对高的安全性、资源信息分布广泛。光伏发电效率依旧非常的低,所以改善发电效率是太阳能发电的重要研究方向。最大功率点这一要素在相对短暂的光伏发电史上涌现出了各种控制算法,其中最具影响力的便是MPPT控制算法。本文通过对传统算法技术的解析,并进行了优化部分算法。

基于扰动观察的改进MPPT算法研究

针对光伏电池最大功率点具有线性的特点,本文通过线性拟合把操作点锁定在最大功率点附近,再结合扰动观察法准确地追踪MPP点,从而提出改进的MPPT算法。相较于传统的扰动观察法而言,改进的MPPT算法能够更加快速、准确且少波动地追踪MPP点。最后,通过在Matlab上搭建仿真实验平台验证了所提出算法的有效性和优越性。

基于PSCAD的太阳能电池模型与MPPT算法的仿真与实现

目前太阳能光伏产业发展迅猛,了解和掌握太阳能光伏发电系统的模型以及结构特性显得尤为重要。为此,分析了太阳能光伏电池的理论模型与工程实用模型,利用PSCAD软件对两类模型进行仿真计算并对比结果,验证了模型的正确性。在此基础上,对最大功率点跟踪(MPPT)算法进行了研究,给出了基于电导增量法的MPPT算法的仿真实现。该结果对工程应用具有一定的指导意义。

一种改进型扰动观察法MPPT算法的研究

太阳能发电系统在实际应用中会受到温度以及光照强度的因素,其输出特性会受到影响.由此,需要使用最大功率点跟踪(MPPT)算法提高太阳能电池的输出功率.为了更好地分析太阳能电池,本文搭建太阳能电池的仿真模型,可以对不同的温度以及光强下的光伏输出曲线特性进行分析.并在传统的扰动观察法的基础上,提出一种分区变步长的改进型扰动观察法,一定程度上响应速度与稳定性上做到较好的折中,以及解决了在外界环境发生剧烈变化时系统发生误判的情况.希望本文的理论和实验能够给MPPT算法的研究能提供一点参考和依据.

局部阴影下光伏阵列最大功率追踪(MPPT)算法

光伏阵受到遮挡形成局部阴影,对发电输出功率产生影响,使其P-V输出特性曲线呈现多峰特点。这会导致用常规最大功率点跟踪(MPPT)方法无法精确寻找到系统最大功率点(MPP)的情况发生。针对该情况,利用局部阴影下光伏阵列最大功率点与电压的关系,提出一种新型多峰全局最大功率点跟踪算法。经测试,在不增加额外补偿阵列的情况下,该算法能够快速准确地跟踪到系统最大功率点,缓解因局部遮阴带来的热斑效应,提高光电转换效率,可使输出功率增加11.27%。

基于Fibonacci数列的MPPT仿真与初步实验

基于Fibonacci数列的MPPT具有大范围搜索,不受环境影响,无初值问题等优点。本文介绍了该方法的基本原理及其软件实现,并基于图形拟合的方法建立太阳能电池数学模型,对其采用VB和Simulink联合仿真,以实现对每步寻优过程内部参数的实时观察。结果表明,此仿真可以很直观地看到Fibonacci搜索算法的每步过程,验证了此算法的准确性。同时依据仿真数据和波形,提出对收敛判定条件进行重新选择,以提高搜索算法的速度。实验采用Boost电路作为主电路,用dspic33f502芯片在MAPLAB平台上进行软件编译,对一块250W的太阳能电池进行了此MPPT算法的研究。实验结果验证了Fibonacci数列MPPT的算法,同时,也验证了仿真的准确性与对收敛判定条件重新选择的可行性。

一种改进型MPPT控制的光伏发电及其并网逆变器的研究

光伏电池输出特性曲线方程是光伏发电理论研究的基础,首先建立光伏电池工程用数学模型,然后为了能够更有效地提高光伏发电系统的最大输出功率,在传统电导增量法的基础上提出了一种改进型的MPPT算法,经过验证此方法不仅能够有效提高跟踪速度和精度,而且可以较好的抑制系统在最大功率处的波动.并网的光伏发电系统,由公网系统提供电压支撑,所以可以采用P-Q控制方式的逆变器使其输出恒定的有功和无功功率.整个控制系统包括3个环节,分别是MPPT环、并网逆变器的电压外环和电流内环,MPPT环可与电压外环和电流内环相互独立,即升压电路与逆变电路分别由2个控制器独立完成.

基于改进电导增量法的MPPT机制分析与仿真研究

在Matlab仿真平台下建立光伏电池的非线性工程模型。针对光伏电池的最大功率追踪(maximum power point tracking,MPPT)问题,分析目前典型的最大功率跟踪算法,即变步长扰动观察法和梯度变步长电导增量法;针对其所存在的缺陷,提出基于改进电导增量法的MPPT控制算法。并采用Matlab仿真平台对不同算法的跟踪效果进行对比分析,仿真结果表明:所提出的改进型MPPT算法实用性强,跟踪精度高,而且动态性和稳定性更加优越。

光伏系统最大功率点追踪算法研究综述

目前,能源危机日益严重,为了提高光伏系统的输出功率,保证在不同环境下始终能输出最大功率,需要对光伏电池最大功率点进行追踪。文中在分析最大功率点追踪的基本原理基础上,介绍了目前常用的最大功率点追踪方法,重点分析了单峰值和多峰值条件下最大功率点追踪算法,并对今后最大功率点追踪的发展趋势进行了展望。

基于视觉识别的高效率光伏灌溉控制方案开发与实现

西北地区沙化治理是我国生态修复的重大工程,生态修复的关键是如何针对西北地区水资源短缺,光照资源丰富,但大风天频发等特点,开发低能耗的节水灌溉技术,这也是推进国家“双碳”工作的重要举措。高效的光伏发电模块需要在控制上实现视日最大功率追踪,另外考虑到设备易受恶劣天气破坏严重的问题,还需要实现设备的自保护,这些都给设备的控制方案带来难度。为此,提出基于MPPT算法优化的双轴视日跟踪装置,在实现最大功率追踪的同时,兼顾了抗风自保护能力。针对精准灌溉与节水灌溉,提出基于模板匹配和聚类算法的视觉识别技术,以实现植被的智能化、少人化作业。该方案为农业灌溉与生态修复装备的智能化发展提供新的思路,具有良好的市场前景与应用价值。

基于改进电导增量法的光伏阵列MPPT

以太阳能发电最大功率跟踪单元为研究对象,采用改进电导增量法,通过理论分析和Matlab模型仿真的方法,对光伏阵列的最大功率跟踪(MPPT)性能进行分析与实验验证。研究结果表明,改进的电导增量法具有良好的控制精度,加入恒压启动过程后,使新算法兼具快速的跟踪效果。

考虑多点局部阴影的光伏阵列建模及复合型最大功率跟踪算法研究

构成光伏组件的每个光伏电池在运行中由于制造、遮挡等因素的影响,其输出会有差异。当若干个光伏电池受到不同程度阴影遮挡导致其输出与正常电池有较大差异的时候,组件输出的P-U曲线会出现多峰情况,针对单峰的传统最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)策略很可能失效,从而陷入局部最优值。为解决该问题,推导了多点局部阴影下的光伏阵列数学模型,该模型能够理想描述任意阴影情况下的阵列输出特性曲线。基于此模型,提出了结合全局扫描法、电导增量法,以及快速逼近公式的复合型MPPT算法,并进行了仿真验证。仿真结果表明:相比于传统算法,算法在光伏组件受到遮挡时不会陷入局部最优;同时,相比于全局搜索法,该算法寻优效率更高。

基于MPPT温差发电实验及仿真的研究

通过搭建实验台获取真实的温差发电模型,来验证最大功率跟踪的可行性。实验将4片型号为TG12-6-024温差发电片串联,通过改变入口热空气温度、流速来改变温差,分析热电片开路电压与温差的工作特性;接入可调电阻,绘制热电片负载特性曲线;在实验基础上,构建电源模型,并研究MPPT算法的可行性。仿真结果表明:该MPPT能实现最大功率跟踪,结果与实验数据误差小于7%,且追踪时间小于2 ms。证明MPPT算法在温差发电的可行性兼具快速性,准确性。

光伏系统最大功率点跟踪控制算法的研究

介绍光伏建筑一体化(BIPV)系统及其特点,研究交流模块式BIPV系统最大功率点跟踪技术(MPPT)。针对BIPV系统中光伏组件的P-U曲线呈现多极值特性,提出多极值条件下光伏组件最大功率点跟踪控制算法。在Matlab/Simulink下进行建模与仿真,仿真结果验证了此算法的可行性。

MPPT光伏充电器的设计

针对光伏充电系统中光伏电池利用率低、充电电路转化效率不高以及充电质量差的问题,对光伏电池进行建模分析,明确了其最大功率点随光照强度和温度变化的关系。在此基础上,设计了一种结合恒压跟踪法和扰动观察法的最大功率点跟踪(MPPT)算法,在Simulink中仿真发现其能快速准确地追踪到光伏电池的最大功率点;还设计了双相交错并联同步BUCK拓扑结构的硬件电路,结合蓄电池充电特性,采用了融合MPPT算法的4阶段智能充电方式。实验结果表明设计的光伏充电控制器能使光伏电池工作在最大功率点并实现充电阶段的准确切换,充电电路的转化效率在97%以上。

基于FPGA的光伏MPPT控制系统设计与实现

为验证基于FPGA的光伏最大功率跟踪系统的应用效果,采用SOPC和FPGA技术,设计一款光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)控制系统。采用Altera公司的Quartus II软件开发SOPC光伏控制系统,通过三点比较MPPT控制算法提高最大功率跟踪稳定性。根据Avalon总线IP核的设计方法,利用Verilog HDL硬件描述语言设计光伏MPPT控制IP核,通过带有EP4CE6F17C8开发板进行验证。验证结果表明:基于FPGA设计的光伏MPPT控制系统工作稳定,能动态地跟踪光伏电池的最大功率点的变化,具有响应速度快、可靠性高和易于升级等优点,可应用于光伏发电系统中。