一种自供电多传感器无线环境质量监测系统的设计

为了实时精确监测既定区域的环境质量状况,解决传统无线传感网因电池不耐用又不能及时更新而导致网络中断的问题,研究设计了一种自供电多传感器的无线环境质量监测系统。所研究设计的无线传感网节点利用太阳能光伏电池板发电完成自供电,并对最大功率点跟踪控制算法进行了优化改进,解决了因电池不能及时充电而导致的传感器节点工作异常的问题,实现了环境质量状况无人值守实时监测。利用数据融合算法,将多节点传感器采集到的数据进行数据融合,通过实验测试表明,所设计系统的测试数据和当地当天中国环境监测总站发布的环境质量状况数据基本吻合。     

无线传感器节点太阳能自适应收集环路及控制策略

针对无线传感器网络(WSN)节点太阳能收集效率低的问题,提出了一种WSN节点的太阳能高效收集方案,最大功率点跟踪(MPPT)电路由微功耗的可控制光伏电压的闭合环路实现,初始功率跟踪点由通过扫描光伏功率曲线的幅值搜索算法提供,利用简化的梯度上升算法来跟踪随环境变化的最大功率,使其最大化地传输到充电电池.实验结果表明,自适应系统的能量转换效率高达86.7%,在光伏电压低至0.8V的超低光照强度下仍能有效地收集能量,能有效延长WSN节点的生存周期,可适用于其他应用场合的微小功率太阳能收集.     

基于粒子群算法的MPPT控制策略研究

获取光伏电池板最大功率跟踪点的方法较多.常规算法存在控制精度差、最大功率点附近震荡、响应速度过慢、或成本过高等问题.将粒子群算法与光伏发电的最大功率点跟踪结合,提出利用粒子群算法来找光伏电池特性曲线中P-U的最高点,并且用算例证实了此方法的可行性.     

一种无线传感节点风能自供电系统的设计

无线传感器网络凭借其体积小、布局灵活、可靠性强等优势,得到了日益深入的研究及应用,但是节点的工作寿命严重依赖供电电池的持续时间．为实现网络节点工作的持久性,研究了微型风力发电机供电的无线传感节点的设计,采用超低功耗电源管理电路,结合相应的MPPT算法（MaximumPowerPointTracking）实现风力发电机在变化风速下的最大功率点跟踪,并维持无线传感节点的稳定运行．实验结果表明,通过本电源管理电路及MPPT算法,风能采集单元对电机输出电能的转换效率提高到了75％,所采集能量提高为改进前的三倍,本设计可使无线传感节点依靠风能独立运行,具有一定的应用前景．     

遮挡条件下的光伏阵列最大功率点跟踪

光伏发电系统在遮挡条件下会出现阴影效应,为了解决光伏阵列最大功率点跟踪方法精度低的问题,提出一种光伏阵列最大功率点跟踪方法.根据光伏发电系统的结构和局部遮挡条件下的最大功率点输出特性,由光伏电池等效电路建立光伏电池的数学模型,采用人工鱼群算法实现光伏阵列最大功率的轨迹跟踪,并在Matlab实验平台上测试其有效性.该方法克服了传统方法的局限性,能够对光伏阵列最大功率点进行高精度跟踪,提高了光伏阵列最大功率点的跟踪效率,改善了光伏发电系统的工作性能.     

光伏系统功率扰动改进型MPPT算法研究

根据光伏电池的特性及影响光伏电池输出功率的主要因素,在比较了常用最大功率跟踪算法的恒定电压法和功率扰动法的原理及优缺点基础上,提出了一种改进型功率扰动最大功率跟踪算法.以求克服传统算法中定步长跟踪带来的无法快速跟踪光照突变,变步长算法中突变初期的扰动过大的问题,并对其有效性进行了仿真验证,具有较强的工程实用价值.     

太阳能电池最大功率跟踪控制的研究(英文)

光伏电池输出功率随外部环境和负载的变化而变化,要提高光伏发电系统的输出效率须采用有效的最大功率点跟踪算法.针对光伏电池的非线性特性,提出了一个基于增量电导法、以升降压斩波器为核心的光伏能量转换系统.经PSIM和LabVIEW软件仿真证实,该方法能使系统稳定工作在最大功率点,同时能对外界环境的变化做出快速反应.     

无线网络节点的太阳能最优利用效率

为了提高在无线传感器网络中太阳能电池供电节点的能量利用效率,研究了太阳能电池与无线传感器网络节点能量之间的供求关系.采用传感器网络节点能量的自适应供求算法,构建了在标准光强下太阳能电池输出功率与传感器网络节点所耗功率的自适应平衡模型.实验结果表明:该模型体现了太阳能电池与网络节点能量的自适应供求关系,确保了传感器节点长期稳定地工作,尽可能地延长了传感器网络的生存周期,为无线传感器网络节点能量的设计提供了理论依据.     

基于模糊控制与电导增量法的MPPT仿真研究

为更好的跟踪光伏发电系统最大功率点,通过对光伏电池特性的分析,在电导增量算法基础上引入模糊控制,采用了一种电导增量法与模糊控制结合的最大功率点跟踪(MPPT)算法.通过设计模糊控制器以及搭建光伏电池MPPT仿真模型,并与传统电导增量法进行仿真比较,实验结果表明,基于模糊控制与电导增量法的MPPT提高了跟踪速度,减小了稳定运行时系统的震荡问题.     

基于电导增量法与模糊控制组合的MPPT技术研究

通过对光伏电池特性的分析以及对电导增量法和模糊控制技术两种最大功率点跟踪（MPPT）方法的研究,提出了组合两种算法的MPPT技术．仿真结果和实验数据均表明,组合算法能使光伏发电系统快速、准确地跟踪最大功率点,提升了系统总体性能,具有良好的动态和稳态特性．     

光伏电站并网特性研究

本文着重对大型光伏电源并网特性中的一些关键问题,例如光伏发电出力特性预测、最大功率点跟踪等并网特性等方面做了较为详尽的理论分析。     

光伏电池最大功率点跟踪

为了快速稳定地跟踪到光伏电池最大功率点,提出基于固定电压法和导纳增量法相结合的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)方案.固定电压法用来迅速跟踪近似最大功率点,导纳增量法则用来进行精确跟踪,仿真结果表明此方案能快速地跟踪到光伏电池的最大功率点.在此基础上加入环境判断因子,提高了光伏电池在多云天气情况下最大功率点跟踪的稳定性.     

光伏发电非线性步长最大功率跟踪算法

针对光伏发电最大功率跟踪速度慢、损耗大的问题,提出一种非线性步长最大功率跟踪算法.将matlab仿真结果与实验测得数据进行对比表明:在光照强度、温度等外界环境改变的情况下,系统能快速稳定的跟踪到最大功率点,减少了波动造成的损耗,有效提高了光伏发电系统的效率.     

结合智能数据库的电导增量MPPT系统研究

本文针对太阳能光伏发电系统的功率输出非线性特点,提出一种结合数据库,利用电导增量实现最大功率跟踪的系统。论文根据光伏阵列的特性,建立光伏系统数学模型,采用电导增量法建立历史和实时数据库,通过数据库查询尽快跟踪功率变化,调整占空比,达到实时最大功率跟踪。系统采用MSP430作为控制器,定时方式产生PWM控制变换器开关。研究结果表明,系统可以快速跟踪最大功率变化,提高跟踪精度和输出功率,相对传统电导增量法本文方法跟踪速度提高5%-20%。     

基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析

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,基于仿真模型,研究了太阳能光伏电池阵列的特性。采用Matlab/Simulink模块,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仿真模型。模型不但能分析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-V和I-V非线性特性,而且可仿真太阳能光伏电池阵列工作在最大功率点以及稳定工作区域内时具有线性关系,并进行了理论推导。该模型简单明了,计算速度快。仿真结果表明:仿真与实验结果相符合,当光伏阵列工作在稳定区域内的情况下,dP/dV与I存在线性关系,模型具有通用性与实用性。     

基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析

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,基于仿真模型,研究了太阳能光伏电池阵列的特性。采用Matlab/Simulink模块,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仿真模型。模型不但能分析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,而且可仿真太阳能光伏电池阵列工作在最大功率点以及稳定工作区域内时具有线性关系,并进行了理论推导。该模型简单明了,计算速度快。仿真结果表明:仿真与实验结果相符合,当光伏阵列工作在稳定区域内的情况下,dP/dU与I存在线性关系,模型具有通用性与实用性。     

大功率无线电力传感网络信道交叉映射机制

大功率无线电力传感网络通信组网中,信道的交叉映射可以实现分层管理和提高抗干扰性能抑制。传统方法中,采用多因性的时帧分布调节方法是实现大功率无线电力传感网络信道交叉映射,容易导致无线电力传感网络节点出现信道频移,数据通信丢包较大。提出一种基于数据转发链路估计的大功率无线电力传感网络信道交叉映射机制。构建节点数据传输模型,进行大功率交叉网络模型构建和信道模型构建,把传感器节点划分为多个簇,构建无线电力传感网络,实现节点优化覆盖。计算大功率交叉网络信道的数据转发链路转发冲激响应函数,实现网络信道的交叉映射机制改进。结果表明,该模型能有效提高数据转发成功率,数据收集的稳定性提高了10%,保证有较高的通信成功率,且功耗减少24%,信道的交叉映射可以实现分层管理,提高抗干扰性能抑制,性能优越传统方法。     

具有MPPT功能的光伏系统仿真

光伏发电受制于太阳能电池较低的转换效率,使得其最大功率点的跟踪,成为提高光伏发电效率的关键。通过对太阳能电池等效电路和输出特性的分析以及对最大功率点跟踪原理的研究,利用 Matlab/Simulink,并结合Boost 电路,构建了通用型的光伏系统仿真模型。该仿真模型采用扰动观测法跟踪太阳能电池最大功率,并对太阳能电池在环境温度、日照强度固定及动态变化情况下的最大功率点跟踪进行了仿真测试,测试当两者同时变化时,日照强度变化对太阳能电池输出功率的最大值影响比较大,其中当日照强度增大200,W/m2时其输出最大功率增幅达28%。仿真结果表明,该模型能够准确迅速地对太阳能电池的最大功率点进行跟踪。     

阴影光照条件下光伏阵列的最大功率点跟踪方法

提出一种基于线性函数的自适应步长滞环比较法的最大功率点跟踪(MPPT)方法.首先,在阴影光照条件下,构建光伏电池的双二极管等效电路,在Matlab/Simulink仿真平台上对光伏阵列输出特性曲线进行仿真;然后,分析文中方法的工作过程,通过仿真和实验对比文中方法与扰动观测法的控制效果.结果表明:文中方法可以准确地跟踪到阴影光照条件下光伏阵列的最大功率点,提升MPPT的跟踪效果.     

基于nRF24L01的无线传感网络应用研究

无线传感网络系统相对于传统网络系统有很多方面的优势.以温度监控为例,进行基于无线收发芯片nRF24L01的测温节点的硬件和软件设计.利用低功耗单片机MSP430 F2012进行控制,结合温度传感器DS18B20进行温度数据采集.本文对硬件部分设计各元件之间的连接,对软件部分以框图形式说明工作流程,介绍温度数据采集模块和数据无线收发模块的软件设计.实验表明,本文所设计系统功耗低,可靠性较高,具有一定的实用价值.