一种VWP分段模糊控制的光伏系统MPPT方法

当天气情况快速变化时,如何同时优化光伏(photovoltaic,PV)系统在最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制中的快速性、准确性和平稳性目前仍是一个难题.针对这一问题,提出了一种可变天气参数(variable weather parameter,VWP)分段模糊MPPT方法.该方法采用两条VWP直线将输出功率曲线分为三个跟踪区域,每个区域采用一个模糊控制器进行控制,其总体控制决策为:在控制量远离理想最大功率点(maximum power point,MPP)时采用大步长以确保跟踪的快速性,在控制量接近MPP时采用小步长以确保跟踪的准确性和平稳性.仿真实验证明,该控制方法比传统扰动观察法具有更好的快速性、准确性和平稳性.     

光伏发电系统的一种模糊MPPT控制方法

为了提高光伏(photovoltaic,简称PV)发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)速度,提出了一种模糊MPPT控制方法.该方法将传统的扰动观察法与模糊控制技术相结合,通过对寻优步长的模糊控制实现了最大功率点(maximum power point,简称MPP)的快速跟踪.最后,仿真实验验证了该模糊MPPT控制方法具有比传统扰动观察法更好的暂态性能和稳态性能.     

基于光伏系统负载变化的一种模糊MPPT方法

在负载快速变化时,为了保证光伏(photovoltaic,简称PV)系统获得较好的最大功率跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)速度,提出了一种基于负载变化的MPPT控制方法.该方法中,将负载的变化量作为了模糊控制器的输入信号,以提高寻优步长对负载变化的自适应能力.最后仿真实验表明:在负载快速变化的情况下,该模糊控制方法具有比传统扰动观察法更好的MPPT暂态性能.     

直驱型风力发电系统MPPT研究

基于中小功率风力发电系统中占空比扰动法实现最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)时,在最大功率点附近由于占空比不稳定而导致输出功率出现振荡的现象,提出了改进方法,即在最大功率点附近扰动时采用一种新的变步长方法,不断减小占空比扰动步长,直至稳定于最大功率点.利用Matlab/Simulink软件对系统进行仿真,结果验证了该方法的可行性以及该控制系统良好的快速性和稳定性.     

光伏最大功率点跟踪变步长电导增量法的算法优化

根据光伏(photovoltaic,PV)系统输出电压-功率(U-P)曲线在最大功率点(maximum power point,MPP)两侧斜率变化的规律有所不同,MPP左侧曲线变化舒缓,右侧相对陡直的特点,在光伏最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制方法的研究基础之上,结合现有一些变步长电导增量法,提出了一种在MPP左侧利用指数函数来调整跟踪电压步长;在MPP右侧利用对数函数来调整跟踪电压步长的分段式变步长电导增量优化算法。仿真实验结果表明该方法良好地实现了对光伏系统最大功率点的跟踪,有效地降低了跟踪过程中MPP附近由步长振荡引起的功率损耗,提高了PV系统的功率输出效率。     

改进型变步长光伏最大功率点快速跟踪

介绍硅太阳能电池Matlab/Simulink仿真模型,通过该模型得到太阳能电池模型的输出特性曲线和最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)曲线;其次介绍MPPT原理,对传统的扰动观察(perturbation andobservation,P&O)法进行研究,提出一种基于功率斜率曲线的判断标准.基于改进的变步扰动法,利用Matlab/Simulink工具,建立相应的电池控制模块,最后给出仿真曲线.该方法能够适应光强和温度的快速变化,快速跟踪最大功率点,比传统的扰动观察法更好地满足跟踪速度和跟踪稳定性的要求.     

一种优化变步长电导增量法的MPPT控制

由于光伏电池的输出特性会随着环境变化而改变,因此,合理的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)技术是提高光伏发电系统效率的关键.但在定步长算法中,跟踪速度和稳态精度之间存在固有矛盾,而传统变步长算法在光照变化下缺乏灵活性,起动速度慢,制约了MPPT的跟踪质量.针对此问题,提出一种优化的变步长电导增量法.该算法可根据工作点位置选取合理的跟踪比例系数,克服了传统变步长算法动态响应速度慢、精度不高的问题.在Matlab/Simulink下的仿真结果证实了该算法在变化的光照情况下的可行性.     

光伏系统多目标粒子群优化模糊MPPT控制

针对光伏发电系统遭受部分阴影时呈现多峰值、非线性和时变不确定等特性,提出了基于多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MO-PSO)模糊算法,对最大功率点(maximum power point,MPP)进行追踪控制.该算法对模糊控制的模糊集、模糊规则分别进行多目标粒子群算法优化,同时最小化两个目标函数,以提高光照强度变化时系统对最大功率点跟踪(maximum powerpoint tracking,MPPT)的暂态响应速度和稳态精度.通过对干扰观察法、常规模糊控制方法和多目标粒子群优化模糊控制的仿真波形比较,验证了所提控制策略的有效性.     

基于模糊控制的永磁直驱风力发电机最大功率跟踪控制

针对永磁直驱风力发电机的输出功率难以稳定且快速地达到最大功率点的问题,提出了一种基于模糊控制的直驱式永磁同步风力发电机最大功率跟踪控制(maximum power point tracking,MPPT)策略。分析直驱式永磁同步发电机的工作特性和数学模型,进而阐述利用升压电路实现MPPT的原理与基础知识。以风电系统MPPT原理及模糊控制理论为基础,升压电路的本周期和上个周期占空比的差值、输出功率的差值作为模糊控制的输入,下个周期的升压电路占空比为输出。并根据所需预期控制效果推理模糊控制规则设计出一种适于永磁直驱风力发电机的模糊控制器,搭建包含MPPT的永磁直驱风力发电系统的Matlab/Simulink整体模型并仿真,结果证明该控制策略的可行性及优越性。     

带逆变器的光伏发电系统MPPT控制方法研究

针对三种带逆变器的光伏(photovoltaic,简称PV)发电系统,首先分析了它们实现最大功率跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)控制的原理,然后找到了它们实现MPPT控制的约束条件,并在此基础上以其中一种结构的光伏系统为例,提出了一种实现MPPT控制的方法.最后,仿真实验一方面验证了实现MPPT控制的约束条件正确性,另一方面验证了所提MPPT方法的可行性和有效性.     

光伏功率调节比例谐振二阶谐波抑制方法

在光伏发电并网系统中,逆变器会产生一个两倍基频的二阶谐波,其存在会影响工作点并恶化最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT),本文设计了一种新的光伏功率调节系统(power conditioning systems,PCS)的二阶谐波抑制技术,采用一个具有前馈补偿技术的比例谐振(proportional-resonant,PR)控制器,在Matlab环境下进行建模仿真,结果表明该方法可以准确提取并抑制二阶谐波分量,优化系统结构.     

光伏系统最小二乘法的MPPT追踪

为了克服传统固定电压法和扰动法存在的缺陷,提出了基于三点最小二乘法的最大功率点跟踪方法.该方法将定步长与变步长相结合,提高了追踪最大功率点的准确性、快速性以及输出电压的稳定性.利用Simulink建立仿真模型,在不同的起始电压和步长的情况下,追踪光伏电池的最大功率点.仿真及实验结果表明:三点最小二乘在最大功率点跟踪控制过程中跟踪精确,系统工作稳定,输出功率有明显提高.     

Z源光伏系统MPPT模块的Matlab仿真设计

对Z源光伏系统采用一种复合最大功率点跟踪(MPPT)控制方法,即在外界环境或负载突变时,采用固定电压法将光伏阵列的工作点调整到最大功率点附近,以保证跟踪的快速性;工作在最大功率点附近时以扰动观察法进行干扰,以提高系统跟踪效率。结合Z源逆变器前级的X型LC网络对固定电压法和扰动观测法相结合的MPPT方法进行了仿真研究。仿真结果表明,该方法响应速度快,稳态精度高。     

模糊控制的占空比扰动观察法在光伏MPPT中的应用

本文针对传统的光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)技术需要检测光伏电池的输出电压、电流两个变量,研究了一种只需检测输出电流实现MPPT的算法。同时,由于传统占空比扰动观察法会使系统在最大功率点附近振荡而造成功率损耗,研究将模糊控制器应用于占空比扰动观察法中。通过理论分析及仿真研究结果表明,新的算法能快速、准确地实现光伏电池MPPT,并减少了系统成本和功率损耗。     

光伏电池阵列改进MPPT控制方法研究

为了提高光伏电池的转换效率,基于光伏阵列的数学模型,针对传统的定步长扰动观察法实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)时,存在的振荡现象和误判现象,提出了一种改进的变步长与功率预测相结合的扰动观察法.通过采用近似梯度法替代最优梯度法,并对外界环境发生变化时,采用功率预测的方法对多条特性曲线进行预估,来消除震荡和误判问题.本文给出了该方法的理论推导和Matlab仿真实现流程图.仿真结果表明,该方法能够显著提高MPPT的跟踪精度和速度.     

基于变论域模糊控制的光伏发电MPPT控制

结合变论域模糊控制理论,设计一种变论域模糊MPPT控制器.选择基于函数模型的可变伸缩因子,给出具体的变论域模糊控制算法流程,并在MATLAB仿真平台下,构建光伏电池充电器模型.仿真结果表明:在温度和光照改变情况下,采用变论域模糊控制算法可实现系统最大功率跟踪;与扰动观察法和电导增量法相比较,该算法兼顾最大功率跟踪精度与响应速度,具有较好的控制效果.     

光伏系统中一种改进MPPT算法的研究

针对传统扰动观察法存在功率振荡和误判的问题,提出了一种功率预测与自适应变步长相结合的扰动观察法。自适应变步长能够按照P-U特性曲线的斜率自动改变步长,进而解决传统扰动法跟踪速度与跟踪精度不能兼顾和稳定后功率波形振荡较大的问题。当光照强度发生剧烈变化时,功率预测法能够根据P-U输出特性曲线进行预测,进而达到消除误判的问题。在MATLAB/Simulink中搭建光伏系统MPPT仿真模型,并对改进扰动法和传统扰动法进行仿真对比,结果表明,改进的扰动法能够克服传统扰动法存在功率振荡和误判问题,可以使光伏系统快速、准确地实现最大功率点跟踪控制,并使之稳定运行在最大功率点处。     

微元步长自适应增量电导法实现MPPT的控制

为了更大程度的提高光伏发电系统的最大输出功率,通过对光伏电池功率、电压(P-U)特性的数学建模分析,在增量电导法的基础上,提出最大功率跟踪控制算法(MPPT)——微元步长自适应增量电导法.改善了传统增量电导法步长选择不确定性的弊端.通过引入变步长控制因子k,以微元步长Δd自适应的跟踪最大功率点.在Matlab/Simulink环境下进行了仿真验证.结果表明该算法明显缩短了跟踪时间,并且有效地抑制了系统在最大功率点(MPP)附近的振荡现象,提高了系统的跟踪速度和精度.     

带有最大功率点跟踪算法的改进型分时复合控制策略

基于两级式光伏并网逆变器分时复合控制原理,提出一种带有最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法的改进控制方案,并采用数字陷波器抑制光伏测二次电压脉动,为MPPT提供稳定的电压参考,同时给出输入侧解耦电容计算方法。在此基础上,采用损耗分析的方法,详细对比了改进型分时复合控制策略及传统控制策略下的系统损耗。最后搭建了两台实验样机进行实验验证,实验结果表明,所提出的改进分时复合控制策略的可行性,并得出分时复合策略较传统控制策略的优缺点。     

基于二阶振荡粒子群优化算法的最大功率跟踪

最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)是光伏系统保持高效运行的有效方法。在光伏阵列发生局部遮挡时,其功率-电压曲线会出现多峰现象,传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在此情况下进行MPPT容易陷入局部最优问题,导致收敛精度降低。为解决以上问题,本文提出一种二阶振荡粒子群算法应用于最大功率点跟踪,并针对多峰函数特点进行优化,在对粒子种群初始化时采用分散定位逼近极值的方式增加粒子群的全局搜索能力,提出有效的终止策略防止系统反复波动。在Matlab/Simulink平台进行仿真对比分析的结果表明：改进算法可有效提升MPPT控制的效率和动态品质。