基于自适应电流追踪的光伏储能电路及其MPPT控制

为最大化光伏电池的输出功率,本文以Boost结构DC/DC变换器作为光伏储能电路,利用自适应变步长电流追踪算法CT-AVS对光伏电池输出功率进行MPPT控制。在CT-AVS算法中,根据光伏电池实际输出状态自适应追踪光伏电池的MPPT电流值,通过对储能电路中开关管的导通/关断控制迫使光伏电池实际输出电流实时跟踪其MPPT电流值,以使光伏电池实时工作在其MPPT工作点附近,从而最大化光伏电池输出功率。理论分析和仿真实验结果表明,基于CT-AVS进行MPPT控制的Boost结构光伏储能电路能实现光伏电池输出功率最大化。

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。

基于负载电流的光伏系统MPPT方法的仿真试验

光伏系统实现MPPT的传统方法一般均需光伏系统输入电压、电流两个变量,且存在系统结构复杂、不利工程实现及不能直接反映负载的最大功率的缺陷,对此,提出一种以光伏系统的负载电流作为测量变量的单输入MPPT方法,以Boost拓扑为最大功率跟踪电路,选用简单有效的占空比扰动观察算法,分别建立了单、双输入法的MPPT算法的Matlab仿真模型,并进行仿真试验验证。结果表明,以光伏系统的负载电流作为测量变量的单输入MPPT方法简化了系统的控制结构,便于控制器的集成,节约了系统成本,几乎可适用于全部的负载类型,具有一定的实际应用价值。

光伏发电系统中无电流传感器型MPPT控制策略

依据双级式光伏并网逆变器前后级解耦控制的特点,提出一种无电流传感器型最大功率点跟踪(MPPT)控制策略。利用双级式光伏并网逆变器前后级功率平衡原理,通过从后级逆变环节获取的并网电流给定值作为前级DC-DC环节的MPPT判断条件,进而采用扰动观察法完成MPPT。对该MPPT控制策略的原理进行了分析。设计了一台800 W双级式光伏并网逆变器实验样机,并记录了实验波形和MPPT情况。实验结果显示,在系统运行功率大于300 W时,MPPT效率大于99.2%且响应速度良好,验证了该无电流传感器型MPPT控制策略的可行性和有效性。

基于单传感器的光伏系统MPPT算法研究

最大功率点跟踪技术常被用于光伏发电系统,以获取最大功率输出。提出了一种基于变步长单电流传感器的光伏发电系统最大功率点跟踪技术。利用单电流传感器采集光伏电池的电流信息来控制boost变换器的占空比,实现光伏系统最大功率点跟踪的目的。在此基础上,引进了变步长寻优的控制方法,改善了系统的快速性与稳定性。该算法只需要一个传感器,简化了系统的控制结构,节约了系统成本。通过对仿真结果的对比分析,表明了本文所提算法的可行性和有效性。

不同负载条件下光伏接口MPPT变换器的小信号建模及实验验证

在分布式光伏发电系统中,光伏电池一般通过DC-DC变换器与后级相连,以实现输出最大功率跟踪(MPPT).由于光伏电池的本质电流源特性,使得输入电压反馈控制光伏接口MPPT变换器为电流源变换器,会呈现出与常见电压源变换器截然不同的动态特性.以前置电容Boost变换器为研究对象,重点探讨电流源MPPT变换器的频率响应特性.首先,建立了开环和输入电压闭环两种控制方式下系统的小信号模型,并揭示不同负载类型对于系统频率响应的影响;其次,对MPPT变换器的端口阻抗进行了建模分析,指出影响闭环输入、输出阻抗特性的重要因素,为接口电路的后续稳定性设计提供理论指导;最后,搭建实验室电路样机,通过频域和时域测试结果验证了理论分析的正确性.

基于无电流传感器的光伏MPPT算法仿真

针对常规的MPPT算法需要同时对光伏电池的输出电压和输出电流进行采样,电流检测采用的电流传感器体积大、成本高等问题,在分析传统MPPT算法的基础上,通过检测Boost DC-DC变换器输入侧电容电压变化计算光伏电池的输出电流,从而实现最大功率点的跟踪。通过Matlab仿真验证了此算法的有效性。

一种改进的扰动观察法在光伏MPPT中的应用

为了提高光伏发电系统最大功率点跟踪效果,针对传统扰动观察法存在的扰动步长大小与控制精度和速度的矛盾,提出了一种改进的扰动观察法。该算法通过判断前后时刻电流差来确定光伏电池的工作点,从而决定下一时刻的扰动步长。利用MATLAB软件对光伏发电系统进行建模与仿真,用改进算法和传统的扰动观察法分别控制该系统。仿真结果验证了改进算法的可行性,并且改进算法能够更快速地跟踪最大功率点,在光照和温度发生突变时也能够准确地跟踪到最大功率点。

单相光伏两级并网系统的MATLAB仿真研究

为了寻找更好的实现光伏发电系统最大功率点追踪控制方法,根据太阳电池的内部结构和伏安特性建立了太阳电池的等效电路,利用MATLAB语言建立了太阳电池板仿真模型。在分析已有最大功率追踪方法的基础上,提出了一种基于平均值控制的最大功率追踪方法,并对后级并网逆变电路进行理论分析和仿真实验,实验结果证明了所提出方法具有良好的实用性。通过对并网逆变器的控制实现了低谐波含量、高功率因数的并网要求。

光伏发电系统最大功率点跟踪算法的研究

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大,具有明显的非线性特征。为了提高光伏电池的利用效率,需要对光伏电池的最大功率点进行快速准确地跟踪控制。本研究对短路电流法与扰动观察法进行了详细的分析,最后结合两种方法的优点,提出了双模式最大功率点跟踪方法,该方法具有跟踪外部环境变化快,最大功率点无振荡现象,对光伏电池利用率高的优点。此外,日照变化剧烈情况下该方法不会失去MPPT控制的能力。

储能型光伏发电系统中蓄电池充电控制策略研究

蓄电池达不到理想的使用寿命是制约储能型光伏发电技术广泛应用的主要因素.基于MPPT理论研究和蓄电池充电特性,设计了双级DC/DC变换器用于控制光伏充电系统,采用一种更为合理的充电控制策略,其依据在充电过程中检测到的相关参数,使MPPT与阶段式恒流充电相互转换.对系统进行了仿真与实验验证,结果均表明该控制策略可在充电后期根据电池端电压大小自动地切换充电方式,使蓄电池充电过程有了更高效的管理,延长了蓄电池的使用寿命.

Design and Development of a Computer-controlled PV Array Simulator

In this paper,a computer-controlled photovoltaic(PV)array simulator consisted of a synchronous buck DC converter and its associate control software is proposed and developed to simulate the current-voltage(I-V)output characteristics of a real-time PV array with actual loads connected.The main advantage of this simulator is its ability in simulating different types and sizes of arrays under various illumination and temperature conditions.It can replace the actual PV array and perform all the simulations indoor instead of outside field testing.The mathematical model implemented in this system requires minimum manufacturer's data.This system is a very cost effective and reliable laboratory tool to investigate the output characteristics of PV array under various weather conditions,and is helpful for developing new maximum power point tracking(MPPT)algorithms.

基于电流控制的光伏太阳能充电器系统研究

提出一种基于电流控制的最大功率点跟踪方法用于光伏太阳能充电器,以DC/DC变换器中的Boost电路作为开关充电器,系统由一个光伏电池模块、一个基于Boost变换器开关电池充电器和电池组成。采用光伏电池输出电流控制实现系统的最大功率点跟踪,调整占空比,从而使太阳电池阵列输出功率最大,以输出稳定的电压对蓄电池进行充电,可以提高蓄电池使用寿命,有效地提高独立光伏系统的综合效率,降低整个系统的成本。

光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真

以光伏电池输出特性为基础,给出了一种适合工程应用的行为仿真模型。该模型通过光伏电池的4个标准性能参数拟合出电池输出外特性,通过引入环境条件修正可以得到不同光强及温度下的性能参数以及较为准确的输出特性。采用该方法对不同类型的光伏电池进行建模,将仿真结果与实测结果进行对比,验证了模型的准确性。在仿真环境PSCAD/EMTDC中建立采用最大功率跟踪控制策略的光伏并网发电系统,验证了该模型的静态及动态仿真效果。

一种快速的光伏最大功率点跟踪方法

太阳能电池的输出功率受外界温度、光照强度和负载影响具有特殊的非线性。为了使输出功率始终工作在最大点处从而提高系统的整体效率,最大功率点跟踪在光伏系统中有很重要的意义。通过理论仿真分析,在温度不变的情况下,太阳能电池的输出电压变化不大,随着光照强度的变化最大功率点近似在一条直线上,和输出电流成线性关系。所采用新颖最大功率点跟踪方法是根据估算的最大功率点和输出电流成线性关系把P-I输出曲线划分成两个独立区域,在区域Ⅰ和区域Ⅱ分别采用变步长的观测比较法和变斜率的观测比较法快速调节输出电流使其接近或者等于最大功率点电流,达到快速跟踪最大功率点的目的。通过Matlab/Simulink软件仿真结果表明此种方法与扰动观测控制相比较,不仅能保证快速的跟踪光伏模块最大输出功率点,而且不会引起在最大功率点附近频繁波动,最后通过实验加以验证。

光伏并网电流源逆变器扰动电阻最大功率跟踪策略

为提高系统的能量利用率和运行可靠性,提出了一种用于电流源逆变器(current source inverter,CSI)光伏并网系统最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)方法。该方法通过扰动电阻代替传统扰动观察法中扰动电流实现CSI光伏系统的MPPT,有效避免了传统扰动电流MPPT法存在的最大功率点右侧电流易于失控和功率瞬时跌落的问题。实验结果表明,该扰动电阻MPPT(perturbing resistance MPPT,PR-MPPT)法应用于CSI光伏并网系统,能够有效实现系统的最大功率运行。

基于68HC908MR16单片机的光伏水泵控制器的设计

本文介绍了合肥工业大学能源研究所设计的一种采用直流无刷电机的光伏水泵的控制器。该系统以Motorola公司的电机控制专用芯片68HC908MR16单片机为核心,采用一种实用的MPPT(最大功率点跟踪)控制方式,实现了太阳电池的TMPPT(真正的最大功率跟踪)功能。给出了实验波形,符合理论设计的预期要求。

基于最小二乘滞环电流控制的光伏并网逆变器研究

提出一种用于光伏并网逆变器的最小二乘法定频算法,它在每一开关周期到来之前,通过对前一周期的相关参数值进行采样,确定当前周期内开关触发的时间来实现开关频率稳定和滞环电流跟踪.与其他控制方法相比,该方法能有效降低对工频电网的谐波注入,使电流误差平均值控制在最小范围内,减少稳态误差,还可实现数字化控制.最后,利用MATLAB进行双环系统建模,外环通过曲线拟合法进行最大功率跟踪,内环采用最小二乘法定频算法和滞环电流控制,仿真结果证明了该方法的有效性.

基于预测电流控制的光伏并网系统最大功率点跟踪算法

针对光伏发电的突变性及昼发夜停特性提出一种新型的基于预测电流控制的光伏并网系统最大功率点跟踪(MPPT)算法。根据实际情况考虑光伏阵列的非线性特性,最大功率点周围光伏电压的振荡及逆变器、滤波器的设计等。为了确保系统采用控制算法的稳定性,MPPT的设计应运而生,在此基础上通过改进算法从光伏系统的电压与电流预测基准电流进而控制光伏并网系统。通过与传统的波动相关控制方法对比给出了仿真结果。仿真结果表明:在光照发生突变时,与传统的波动相关控制法相比,提出的改进算法的跟踪速度较之提升9.3%,并能够准确跟踪光伏并网系统最大功率点,且性能稳定可靠。