基于发电集群协同划分的分布式光伏发电并网功率调节方法

分布式光伏发电并网的平稳运行至关重要。为了降低功率波动对电网频率的影响,本研究基于发电集群协同划分,设计分布式光伏发电并网功率调节方法。首先,在构建分布式光伏发电模型的基础上,分析其发电输出特性,并跟踪最大输出功率点。然后,基于协调算法动态划分光伏发电集群,并计算无功调节和有功调节范围。最后,在光伏功率波动平抑的基础上,规划并网系统调频储能容量,再构建分布式光伏发电并网功率调节模型,抑制各电池储能系统间功率环流问题,实现功率调节。根据仿真实验可知,在3种典型天气条件下,该方法均能够有效控制并网光伏发电功率。并网系统出现故障后,该方法能够在短时间内快速响应,完成功率平衡调节。

光伏并网系统的建模与仿真

根据光伏电池数学模型,在Matlab软件中建立光伏电池的仿真模型并进行了仿真,仿真结果表明,光伏电池的输出呈明显的非线性特性,并随环境温度和光照的变化而变化。在光伏电池最大功率点跟踪方面,提出了一种变步长扰动观察法,可根据外界环境变化,使光伏阵列快速、准确地跟踪最大功率点,同时也能保证系统的稳定。此外,对于逆变器模块,由建模仿真验证了三电平逆变器并网控制策略,得到了稳定的三相正弦电压和电流,为光伏系统稳定并网提供了支撑。

风光互补无人监测船神经网络MPPT优化策略

为提高风光互补无人监测船长期作业的续航能力和工作稳定性,针对传统风光互补发电的优化最大功率点追踪(MPPT)控制策略需要对风力发电和光伏发电两个子系统分别进行MPPT控制而导致的综合输出功率不高问题,提出径向基函数(RBF)神经网络和单个升压(Boost)电路MPPT优化控制策略。该方案以风力发电和光伏发电两个子系统输出的电流和电压作为RBF神经网络的输入电流和电压,通过神经网络输出统一的占空比,经由单个Boost电路调整风光互补发电系统的输出电压,提高风光互补发电系统的综合输出功率。使用MATLAB仿真进行验证,结果表明此优化策略与传统MPPT控制策略相比综合输出功率更高且更稳定。

基于鲸鱼粒子群融合算法的MPPT研究

在局部阴影遮挡条件下,经典最大功率点跟踪(MPPT)算法容易失效,导致无法追踪到最大功率点,针对此问题,提出了一种基于鲸鱼粒子群融合算法的多峰MPPT控制策略。该算法实现了混合算法的优势互补,增强了鲸鱼算法后期收敛效率,且避免了粒子群算法易停滞于局部极值的缺陷,提高了鲸鱼粒子群融合算法的收敛精度和寻优效率。在MATLAB/Simulink环境中建立光伏阵列仿真模型,仿真结果表明:该算法追踪过程中震荡幅度减小,能够快速准确地搜索到最大功率点。

基于风速预测的最大风能追踪控制系统仿真

为了使交流励磁变速恒频风力发电系统在无需设置风速计的情况下,双馈电机实现最大风能跟踪的目的,提出了一种新的基于神经网络的无风速检测方案。通过利用高斯径向基神经网络预测为最大风能追踪提供了一个准确的风速数据,从而准确获取最大功率点下对应的电机转子转速,以减少系统的损耗和成本,提高系统的可靠性。本文针对3.6MW风力发电系统的数学模型,建立了基于定子磁链定向矢量控制的系统仿真模型。结合风速预估和有功功率、无功功率的解耦控制实现了最大风能跟踪。

基于二次插值法的光伏发电系统控制策略

基于二次多项式插值法,提出一种光伏发电系统的出力调整策略。该策略使得当出力需求小于最大出力时,系统能够工作在恒定功率输出模式,以保证光伏发电系统实现功率的灵活调节;而当出力需求大于最大出力时,系统自适应地切换为最大功率点跟踪模式。在介绍二次插值法基本原理的基础上,阐述了采样点数据更新算法、预测工作电压过大的解决措施和短路故障穿越的方法。仿真结果验证了该策略的正确性和可行性。

平抑光伏并网功率波动的混合储能系统优化调度策略

提出了一种光伏(PV)的最大功率跟踪工作点控制和混合储能系统(HESS)协调平抑光伏并网功率波动策略,通过PV和HESS间的密切配合,能有效将PV并网功率波动抑制在电网可接受范围内。采用了多目标非线性约束模型对HESS中电池和超级电容的充放电功率进行优化调度,调度过程中充分考虑了HESS的寿命、偏离校正以及充放电效率;给出了基于滑动平均算法的PV的最大功率跟踪工作点动态控制方法。此外,采用K均值聚类算法构建了3种典型的PV功率波动场景,对所提策略和利用HESS平抑PV功率波动的传统策略进行了对比分析,结果表明:所提策略既能取得良好的平抑PV功率波动效果,还能降低HESS的运行损耗、延长其使用寿命。

太阳能光伏输出特性最大功率点计算与模型参数求解

研究任意光照强度和环境温度下的太阳能电池光伏输出特性变化规律,分析二极管理想因子(A)、串联电阻(Rs)和并联电阻(Rp)等参数变化对光伏输出特性的影响作用,对于改进太阳能利用方法,研制能量转换装置具有重要意义。本文基于光伏输出特性机理模型,通过分析光伏特性模型参数对输出特性的影响规律,提出一种基于抛物线极值点求解的最大功率点计算方法,进而利用所构造的方程求解模型参数,获得任意光照强度和环境温度下的光伏特性曲线。针对四类太阳能电池进行的实验验证和误差分析,结果表明方法具有较高的精度和良好的工程应用前景。

基于实测数据的光伏阵列参数辨识与输出功率预测

基于光伏电池的I-U方程、基本电路理论和最大功率跟踪的输出特性,提出了运用参数辨识方法及光伏阵列的输入、输出数据,辨识光伏阵列光生电流、反向饱和电流、二极管理想因子、电池串联内阻4个待定系数,确定光伏阵列的I-U方程,再用求解得到的I-U方程来预测光伏电站的输出功率。通过算例和实测数据仿真比较,验证了所提出方法的可行性和准确性。

非线性太阳电池的负载电阻输出功率的研究

针对非线性的太阳电池等效电路,给出最大输出功率时最佳负载的迭代式;研究串并联内阻对最佳负载和最大输出功率的影响。指出随并联内阻的增大,最佳负载先增大后减小,随串联内阻的增大,最佳负载的变化趋势或单调增大或先减小后增大;串联内阻越小、并联内阻越大,最大输出功率越大。还给出太阳电池的最大功率跟踪方程及其曲线,当串联内阻较小和并联内阻较大时,为非单调性曲线,当串联内阻较大和并联内阻较小时,为单调性曲线;最大输出功率恒压跟踪(CVT)时,建议选用不同的恒定跟踪电压替代只采用一个恒定跟踪电压。数值模拟指出,串联内阻越小或并联内阻越大,CVT的区间越宽。

基于光伏电池输出特性的MPPT算法研究

为了寻找更好的实现光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法,基于单个光伏电池的物理特性建立了太阳能光伏电池阵列的Matlab仿真模型,分析了太阳能光伏电池阵列所具有的随着光照强度和温度不同而变化的P-U和I-U非线性特性。基于光伏电池的动态特性,在最大功率点跟踪算法的设计中增加一个电流监测回路,并结合自寻优技术对电导增量法进行改进,提出了一种自适应变步长寻优算法。仿真结果表明,该算法能够快速准确的跟踪最大功率点。

光伏电池输出特性与最大功率跟踪的仿真分析

该文根据光伏电池的工程数学模型,提出一种利用MATLAB软件包中的Simulation模块直接模拟光伏电池工作状况的方法,该仿真模型能准确反映光伏电池的输出特性,而且参数调节方便。文章主要对不同负载、模型内部参数变化和日照强度变化条件下光伏电池输出的特性进行了研究,得到了光伏电池输出特性变化的一般规律。数据分析结果表明,光伏电池的输出特性呈非线性。光伏电池输出功率随外部环境或内部参数的变化而发生改变,其最大值只在满足特定条件下的某一点才可能出现。基于导纳增量法,利用BOOSTDC/DC变换电路实现了光伏电池输出的最大功率跟踪,其控制算法用S函数编程实现。

无线电能传输系统最大输出功率点分析

基于电路理论,针对磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输距离问题,分析了传输距离对输出功率和传输效率的影响,进一步提出了最大输出功率点的具体计算方法。研究表明,随着传输距离的增加,系统的输出功率先增加,后减小,在其间某一点可以达到最大值,而系统的传输效率一直在减小。最后通过搭建实验平台,验证了理论推导的正确性,并且提出了优化电路的设计方法。

光伏发电系统并网输出最大功率点跟踪仿真

对光伏发电系统并网输出最大功率点的跟踪的研究,能够有效提高光伏发电系统的电能转换效率。对输出最大功率点的跟踪,需要先得到模糊控制器的输入变量,从而定义功率最大点跟踪的目标函数,完成最大功率点的跟踪。传统方法先预测最大功率点之处的电压,得到光伏电池的特性曲线,但忽略了定义功率最大点跟踪的目标函数,导致控制精度偏低。提出基于改进粒子群方法的光伏发电系统并网输出最大功率点跟踪方法。组建光伏发电系统并网数学模型,将输出最大功率点跟踪转换为追踪光伏阵列,融合模糊理论计算出光伏电池的瞬时输出功率,得到模糊控制器的输入变量,定义功率最大点跟踪的目标函数,并完成对光伏发电系统并网输出最大功率点跟踪。实验结果表明,所提方法跟踪精度高,为完善我国在光伏发电方面的技术水平提供有力的依据。

光伏电池输出特性与最大功率点跟踪的仿真分析

根据太阳能光伏电池的等效电路特点,建立了相应的光伏电池组件的仿真模型。该模型可以实现在不同光照强度和温度下光伏组件的输出特性,在此模型基础上研究了光伏组件最大功率追踪方法(MPPT)。在众多最大功率追踪方法中,扰动法有着比较优秀的控制效果。针对最常用的最大功率点跟踪方法-扰动观察法,提出一种改进型的扰动法算法,通过仿真结果和实验证明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效避免跟踪偏差,提高光伏电池的输出效率,且动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能。

基于滑模控制的风机最大风能追踪

为了最大限度地利用风能,提高风力发电系统的效率,提出了一种基于滑模控制的最大风能追踪方法.建立了风机控制系统,并且基于滑模控制原理建立了滑动平面,设计了滑模控制率,并进行了稳定性分析.利用Matlab/Simulink对系统进行仿真研究表明,实际电磁转矩能较快地跟踪期望值,验证了该控制策略的正确性和有效性.所建立的滑模控制系统不依赖于风速,具有较好的鲁棒性和控制精度,实现了最大风能追踪.

基于抛物线极值求解的太阳电池最大功率点计算与跟踪方法

针对任意光强和环温条件,分析等效电路模型参数对光伏输出特性的影响规律,在证明包含最大功率点部分曲线的输出特性符合抛物线特征的基础上,通过确定抛物线区间内的功率参考点,获得一种基于极值求解的最大功率点计算与跟踪方法。并通过搭建实验系统,针对不同类型太阳电池进行实验验证和误差分析。结果表明,在不同的环境条件下,该方法能快速准确地计算和跟踪最大功率点,具有良好的工程应用前景。

基于输入/输出线性化的准Z源逆变器光伏并网控制策略

应用于光伏系统的准Z源逆变器(QZSI)存在着不稳定的零动态和非线性特性,导致系统振荡、动态响应缓慢和控制器设计复杂等问题。基于输入/输出反馈线性化方法,提出将直通电流和脉冲直流电压作为状态变量建立QZSI直流侧的仿射非线性二阶模型,将原非线性系统转化为线性系统,具有模型精确、阶数低、算法简单等优点。基于此模型,设计经典PI控制器调节QZSI的输入电压,并最终实现最大功率点跟踪(MPPT)。阐述了QZSI的输入/输出线性化建模方法,并通过理论推导证明该线性化系统零动态稳定,设计QZSI直流侧与交流侧控制器,实现光伏逆变器升压、并网波形及功率控制3个目标。通过仿真及实验与经典控制策略对比,显示该控制方法能使QZSI输入电压快速跟踪最大功率点,并且在系统工作点大范围变化时能保证输入电压及并网电流波形质量。

基于Matlab的光伏阵列输出特性和最大功率点跟踪控制策略的研究

针对光伏并网发电过程中存在的最大功率输出问题,研究了光伏阵列高度的非线性输出特性和最大功率点跟踪(MPPT)问题。根据光伏阵列的等效数学模型,结合Matlab分析环境中的Simulink工具,基于S函数建立光伏阵列的输出特性分析模型。通过对不同温度和光照强度条件下进行模型仿真分析,研究环境温度和光照强度对光伏阵列输出特性的影响。采用S函数对最大功率点进行建模,给出MPPT的控制策略。重点研究了扰动观察法和电导增量法最大功率跟踪特性,并对仿真结果进行对比分析。研究结果对并网控制器的研究和实践具有一定的理论指导和参考价值。

局部阴影条件下光伏阵列建模及输出特性研究

针对在局部阴影条件下光伏阵列的电气输出特性具有时变不确定性、强非线性和多个局部功率峰值点等特点,综述了目前在国内外研究领域的建模理论依据及模型对应的输出特性研究,并总结分析了各自的优缺点。最后对光伏阵列在局部阴影条件下动态组态模型的研究、提高输出功率多峰值跟踪精度在将来的实现作了探讨。