基于改进变步长爬山法的潮流能发电MPPT算法

针对传统变步长爬山法在潮流能发电系统中对潮流流速突变和随机性波动的适应能力较差,易出现扰动方向判断错误和速度追踪过快的问题,在变步长爬山法的基础上提出一种改进变步长最大功率追踪(MPPT)算法。该方法能够准确判断多种最大功率跟踪的情况并采用两次采样点下的功率和转速的变化程度确定下一时刻步长的大小,自动根据获能系数大小进行分阶段调节,实现对潮流流速突变情况的应对,从而实现最大功率的跟踪。在MATLAB/Simulink环境下搭建基于PID控制与自抗扰控制的仿真系统进行仿真试验,结果表明,改进的变步长爬山法不仅能够实现最大功率的跟踪,而且对潮流流速的随机性波动和突变情况的适应能力更强,具有良好的稳态特性。

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。

基于MPPT的光伏并网逆变器研究

对三相光伏并网逆变系统的最大功率点跟踪控制和并网逆变电流控制进行研究,提出了带滞环比较的变步长扰动观测法,根据功率的预测变化实现快速跟踪最大功率点,能够消除稳定过程中的功率波动。为了实现并网电流和电压的同步,利用锁相环技术与并网电压前馈补偿的复合控制策略进行网侧逆变器的控制。在Matlab/Simulink软件环境中进行了对比仿真,结果表明:改进后扰动观测法的跟踪速度提高了40%以上,跟踪精度也提高了4.0%,而且振荡较小,可以准确快速地实现光伏发电最大功率点跟踪,而且并网电流能够跟踪电网电压,谐波含量较小。

一种变步长扰动观察法最大功率点跟踪在煤矿采空区光伏发电中的应用研究

将光伏发电技术应用在煤矿采空区是提高闲置土地价值的有效手段之一,但如何提高光伏发电的效率则十分重要。分析了定步长扰动观察法最大功率点跟踪的跟踪精度和响应速度存在矛盾的不足,提出了一种变步长扰动观察法,引入了步长调节系数m,通过仿真对比验证了变步长扰动观察法在兼顾最大功率点跟踪响应速度的同时能够明显改善稳态的精度,对于提高煤矿采空区的经济效益有重要意义。

基于功率占空比微分曲线的光伏系统MPPT算法

提出一种基于功率占空比微分特性曲线的改进分段变步长最大功率点追踪(MPPT)算法。该算法利用微分曲线极值点实现追踪区域自动划分;运行点远离最大功率点(MPP)时采用较大固定步长追踪,在MPP附近时采用自适应变步长追踪。MATLAB仿真结果表明,改进算法准确实现追踪区域自动划分,同时具有较好的动态响应特性和稳定性。

基于自寻优占空比的光伏系统最大功率跟踪算法

提出一种基于自寻优占空比的改进变步长最大功率点追踪(MPPT)算法。该算法利用功率电压曲线斜率实现追踪占空比自寻优,运行点远离最大功率点(MPP)时采用较大占空比追踪,在MPP附近时采用较小占空比追踪。MATLAB仿真结果表明,改进算法准确实现追踪占空比自寻优,同时具有较好的动态响应特性和稳定性。

光伏发电系统模糊分段变步长算法最大功率点跟踪策略

针对光伏发电系统在外界环境突变时最大功率点跟踪(MPPT)调整时间过长的缺陷,提出在分段变步长算法的基础上引入模糊控制的模糊分段变步长算法。该算法以占空比为直接控制量,当光伏发电系统功率变化值较大时采用模糊控制使系统工作点迅速跟踪到最大功率点(MPP)附近;反之则通过功率二次微分值的正、负确定跟踪步长,若二次微分值为正,则采用大步长进行快速跟踪,为负则采用分段步长使系统工作快速稳定地达到MPP处。通过仿真实验对比日照强度发生突变时,分别采用分段变步长算法和模糊变步长算法的MPPT效果。结果表明:当外界环境发生突变时,模糊分段变步长算法不会在MPP周围产生功率振荡,在调整时间和稳定性上明显优于分段变步长算法,实现了光伏发电系统快速性和稳定性的统一。

基于改进扰动观察法的光伏MPPT研究

最大功率点跟踪技术是提高光伏发电利用率的有效方法,目前应用最为广泛的扰动观察法存在稳态震荡和跟踪速度之间不可兼顾的矛盾。通过Simulink仿真详细阐述了常用扰动观察法的优缺点,进而采用改进的变占空比扰动方法对最大功率点跟踪技术进行仿真,并且通过设置门限斜率的方式去除系统在达到最大功率点时的往复震荡现象。通过仿真验证,该改进算法在保证了系统跟踪速率的基础上,有效去除了光伏组件达到最大功率点时存在的震荡现象,提高了系统的跟踪效率和稳定性。

一种改进的光伏系统最大功率点跟踪方法

针对传统固定步长算法在最大功率点附近产生小幅振荡问题,提出了一种改进的自动缩放变步长方法,该方法对功率转换的占空比步长缩放控制功能进行改进,能够防止光照强度突变时,对光伏发电系统最大功率点跟踪的误判。最后,在Matlab/Simulink仿真环境中对所提方法和其他传统方法进行对比,结果证明了所提方法的有效性。

功率预测变步长扰动法在光伏MPPT中的研究

传统的扰动观察法是基于静止的光伏曲线进行最大功率点搜索,跟踪速度慢且光照强度的突变会导致算法的误判。首先简化了光伏电池的数学模型,在此基础上利用光伏UP输出曲线的变化率,提出了一种基于变步长扰动和功率预测结合的最大功率点跟踪方法,并在Matlab/Simulink中建立了MPPT仿真,证明了该方法具有跟踪速率快及解决光照突变产生的误判问题。最后采用STM32F1做了实验,验证了该方法的可行性。

光伏电池建模及变步长MPPT控制

针对大环境下的能源短缺与环境污染问题,提出了一种常见新型能源光伏电池(PV)的建模方法。分析了常见的光伏电池MPPT算法,在此基础上对扰动观察法进行了改进,克服了传统扰动观察法在距离最大功率点远近各有限制的缺点。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建了光伏电池的数学模型,并根据改进的MPPT算法搭建了控制电路。结果表明,该数学模型可以很好地模拟实际光伏电池的工作特性,改进算法较好地弥补了传统算法的不足,可实现最大功率点跟踪。

二分查找法在PWM技术中的应用

针对智能式DC-DC开关电源中PWM占空比的调节一般采用的单步调节法或变速调节法[1]调节占空比及电路稳定速度慢的缺点,采用了二分查找法[2]来调节PWM的占空比,并应用在BUCK型的开关电源进行实验。实验结果表明,该方法具有调节次数少、电路稳定速度快的特点,是一种高效的调节方法。

光伏电池最大功率跟踪算法的优化设计

光伏电池输出功率受到光照强度、温度和负载等因素的影响而变化,有必要对光伏电池进行最大功率跟踪。文中提出了新的扰动观察MPPT方法,该方法通过控制Boost变换器的占空比来实现最大功率的控制。该方法具有跟踪效率高、跟踪速度快、跟踪控制简单的优点,仿真验证了该方法的有效性。

基于β参数的光伏系统最大功率点跟踪算法研究

针对扰动观察法在最大功率点(maximum power point,MPP)附近存在振荡、跟踪步长与跟踪精度无法兼顾等问题,提出一种基于β参数的最大功率点跟踪算法,通过分析β-U曲线,在跟踪过程中分别采用变步长占空比扰动法和模糊控制法,进而提高系统跟踪速度和稳态精度。为了验证该方法的有效性,在Matlab平台对光伏系统最大功率点跟踪的稳态和动态性能进行仿真,并用"可编程直流电源"来近似模拟光伏系统进行实验研究,仿真和实验结果表明所提出的方法具有较高的稳定性能和良好的动态性能,能有效提高系统跟踪速度和控制精度,实现最大功率点跟踪。

光伏系统MPPT的扰动观测法分析与改进

在光伏并网发电的过程中需要对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制,来使得电池的利用率最高,提高发电效率。分析了MPPT的基本扰动观测法的原理,并且分析它的优缺点。在此基础之上提出了一种改进算法,添加对爬坡斜率的再判断,作为变步长交界点的判断依据,结合电导增量算法思想,运用变步长弱振荡的方法对光伏电池的最大功率点进行跟踪控制。最后通过仿真进行了验证,结果表明:该改进算法跟踪更稳定,消除了系统振荡,提高了精度,动态响应更好。

基于功率预测的变步长扰动最大功率跟踪法

在光伏发电系统中,光伏电池的利用率除了与光伏电池的内部特性有关外,还受外界环境(如光照强度、负载和温度等因素)的影响。在不同的外界条件下,光伏电池可以工作于不同且唯一的最大功率点(Maximum Power Point,MPP)。应通过调节使光伏电池运行在MPP,最大限度地将光能转化为电能。基于已有研究提出了基于功率预测的变步长扰动最大功率点跟踪方法,并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真验证。仿真结果表明在日照强度迅速变化时,与变步长扰动观测法相比,所提方法可以较快地跟踪到MPP且波形抖动非常小,有效提高了系统的跟踪速度和精度,并且能够保证实际电压跟随环境改变后的理论最大功率点的电压。

自适应变步长扰动观察法在光伏系统MPPT中的运用

基于传统变步长扰动观察法在步长调整的过程中存在过大和过小,从而无法兼顾跟踪精度和响应速度的问题,在扰动观察法的基础上提出一种自适应变步长扰动观察法,实现扰动步长的自动调整,再通过控制Boost升压电路占空比实现光伏系统的最大功率跟踪。并在MATLAB/SIMULINK软件中分别搭建基于传统的变步长扰动观察法与自适应变步长扰动观察法的模型进行仿真。通过对比表明,随着外界条件的变化时,所提方法极大地提高了对最大功率点的跟踪速度且减少了功率的波动,使光伏系统的发电效率得到很好的改善。

变步长扰动法在光伏最大功率点跟踪中的应用

由于光伏组件参数的离散性、太阳辐射的差异以及光伏电池部分遮挡等情况,会使光伏组件并联情况下发电效率严重降低。为了提高光伏并网系统的发电效率,提出了分布式的变步长占空比扰动法进行MPP(最大功率点)跟踪方法,克服了由于部分组件发电量下降,连累其他并联组件都同时下降的缺点。变步长占空比扰动法跟踪精度高、运算速度快,更适合大规模光伏发电系统;硬件采用了DC/DC升压电路调节PWM占空比的方法,软件程序采用DSP2812编写。对此方法进行了实际验证,证明此方法运算速度快,准确率高,系统具有较高的稳定性。

含滞环控制的变步长P&O法

当外界环境发生快速变化时,传统的定步长扰动观法(P&O)在进行光伏电池最大功率点追踪的过程中会产生明显的振荡现象,该现象会导致系统发生误判,为此,本文基于滞环比较原理和恒定电压控制算法(CVT),对电压扰动步长进行改进,并将滞环控制引入功率比较当中,得到一种含滞环控制的变步长P&O算法,最后通过Matlab仿真分析验证该算法的优越性.

基于双模式功率预测扰动观察法的MPPT策略

光伏系统的输出功率会随着光照强度和电池板的温度变化而发生改变,对系统最大功率点进行跟踪能最大化光伏电池转换效率。针对扰动观察法的不足,提出一种基于双模式功率预测温度补偿扰动观察法的MPPT控制方法。该方法将恒压法和扰动观察法相结合,系统在双模式之间切换运行,解决了传统方法在环境突变时响应速度慢的问题。采用功率预测算法,引入变步长算子α,克服因环境改变而发生误判的问题,减小稳态功率振荡。提出了温度补偿法,改善因环境温度变化而发生最大功率点电压偏移现象,提高了光伏系统稳态精度。仿真和实验结果证明了该方法的可行性和有效性。