双馈风力发电系统最大风能追踪滑模变结构控制

针对如何实现双馈风力发电机最大风能追踪(MPPT)问题, 本文采用滑模变结构控制原理和定子磁场定向矢量控制原理, 提出了滑模控制的最大风能追踪方案. 为此首先简要的介绍了定子磁场定向矢量控制的原理, 然后根据风机模型的非线性提出了滑模控制最大风能追踪方案. 此方法实现了双馈风力发电机的有功, 无功功率的解耦控制. 提高风力发电系统转速控制的抗干扰性, 实现了变速恒频控制和最大功率点跟踪的快速和稳定控制, 从而捕 获更多的风能. 最后仿真结果验证本文提出的控制策略的正确性和有效性.     

准滑模逆变控制单相光伏并网系统的试验研究

逆变控制是光伏并网发电技术的一个难点问题。针对这一问题,提出了准滑模控制的解决方法。全面介绍了单相光伏并网发电系统的设计方案,在给出系统拓扑结构之后,建立了系统主电路的动态数学模型。简要分析了系统的最大功率点跟踪算法和准滑模控制逆变原理,完成了准滑模并网逆变控制试验。试验表明,基于准滑模控制的单相光伏并网发电系统具有动态响应快、稳态跟踪性能优良的特点,系统设计正确且可行。     

基于主频预估的波浪发电系统自适应滑模控制

为提高波浪发电装置的输出功率,提出基于主频预估的自适应滑模控制方案。通过分析点吸收式直线波浪发电系统和海浪高度场,搭建系统仿真模型。应用无迹卡尔曼滤波算法,预估波浪激励力主频频率,进而利用功率优化模块寻求最优负载。为保证系统跟踪性能,在分数阶滑模控制器中引入具有扰动补偿的自适应控制律,动态估计系统扰动,减少滑模切换增益,利用李氏稳定判据验证系统稳定性。仿真结果表明,所提控制方案可有效改善跟踪效果,提高装置输出功率,系统鲁棒性增强。     

基于模糊神经网络的光伏系统MPPT控制方法

在讨论分析现有光伏电源最大功率点跟踪(MPPT)控制方法的基础上,根据光伏电源系统的特性将补偿模糊神经网络方法应用在最大功率点跟踪控制上,能够根据外界环境变化及时进行调整,具有自学习和自适应能力,使系统始终稳定工作在最大功率点上,避免了使用传统方法时存在的最大功率点附近剧烈震荡的现象.     

低风速风力机最大风能追踪的互补滑模控制

针对风力机系统在最大功率点跟踪(MPPT)阶段易受风速等不确定因素的影响,为了进一步提高风力机的风能捕获效率,本文在滑模控制的基础上提出了一种互补滑模控制方法.首先,建立了含有干扰项的风力机系统的线性化模型,采用广义滑模面与互补滑模面相结合的方法设计了互补滑模控制器,并在理论上证明了此控制方法能够有效保证风力机转速跟踪误差的收敛性,且能提高转速跟踪精度.其次,采用风力机专业仿真软件FAST对美国可再生能源实验室(NREL)的600 kW风力机进行了仿真实验,结果表明本文所提出的控制方法不但能提高风力机的风能捕获效率,而且能有效减小转速跟踪误差.最后,将本文所提方法与现有常见的几种控制方法相比较发现:风力机系统在互补滑模控制策略下,具有更高的风能捕获效率和更小的转速跟踪误差.     

SMVSC-PI最大功率跟踪策略在光伏系统中的应用

通过详细分析光伏电池的特性,设计了基于Boost电路的滑模变结构控制(SMVSC)策略来实现光伏系统最大功率点的跟踪,并在此基础上提出了可变阈值切换的SMVSC+PI控制策略实现最大功率跟踪的平稳控制。仿真实验验证了SMVSC+PI控制策略的良好特性。     

光伏发电系统中最大功率跟踪控制算法的研究和控制器的设计

本文对几种常用的最大功率跟踪控制算法进行比较,分析其优缺点,在扰动观察算法的基础上,提出了"变步长"扰动观察法改进算法,避免最大功率点的"误判"。并设计制作了最大功率点跟踪控制器的硬件电路,实现跟踪控制太阳能电池的最大功率点。通过最大功率跟踪控制实验,结果说明该系统可以有效地提高响应速度和跟踪精度,提高太阳能光伏发电系统的工作效率。     

基于模糊PID控制的光伏系统最大功率点跟踪

由于光伏系统的输出功率随着外界环境和负载的变化而变化,为了提高光伏系统的效率,需要对其进行最大功率点跟踪[1]。模糊控制属于有差控制,在最大功率点附近仍有震荡的存在,为了进一步改进跟踪性能,提出将模糊PID控制代替模糊控制。根据控制对象建立合适的控制规则表、PID控制器,实现参数的在线优化。仿真结果表明,改进方法能快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点,避免在最大功率点的震荡,同时提高转换效率。     

双馈风力发电机功率解耦的非线性控制研究

针对传统矢量控制双馈风力发电机动态解耦不佳现象及电机参数依赖性问题,提出基于滑模变结构控制和反馈线性化控制的非线性控制策略。分别对两种策略的控制原理和优缺点进行了详细分析。在PSCAD环境中,将非线性控制策略应用于DFIG矢量控制中,建立其系统模型。仿真结果表明：提出的两种策略均能实现双馈风力发电系统最大功率点跟踪以及有功功率和无功功率解耦。对仿真结果进行对比分析,发现基于滑模变结构的系统有较好的解耦效果,较强的全局鲁棒性,控制效果优于反馈线性化控制,为双馈发电机励磁控制系统的设计奠定了理论基础。     

光伏发电系统最大功率点跟踪的常用控制方法

最大功率点跟踪是光伏发电系统的重要问题。在对太阳能电池输出特性曲线分析的基础之上,阐述了光伏系统四种常用的最大功率点的跟踪方法。文章总结各种方案的优缺点及适用范围。     

基于滑模控制的独立光伏发电系统控制策略

针对独立运行的光伏发电系统,提出了基于滑模控制的最大功率跟踪(MPPT)策略;针对光伏微源输出功率随机性引起的逆变器输入侧直流母线电压波动,通过储能控制实现电压稳定;针对负载变化引起的系统输出电压波动,设计了系统输出电压电流双闭环控制器。通过MatLab/Simulink对提出控制策略进行了仿真验证。分析结果表明,所提出滑模控制策略可实现光伏电池的MPPT;储能控制策略可有效抑制光伏微源输出功率波动引起的直流母线电压波动;输出电压控制策略能稳定系统电压,确保安全可靠运行。     

Application of sliding mode control for maximum power point tracking of solar photovoltaic systems: A comprehensive review

A robust maximum power point tracking (MPPT) control is of paramount importance in the performance enhancement and the optimization of photovoltaic systems (PVSs). Solar panel exhibits nonlinear behavior under real climatic conditions and output power fluctuates with the variation in solar irradiance and temperature. Therefore, a control strategy is requisite to extract maximum power from solar panels under all operating conditions. Sliding mode control (SMC) is extensively used in non-linear control systems and has been implemented in PVSs to track maximum power point (MPP). The objective of this work is to classify, scrutinize and review the SMC techniques used to extract maximum power from PVSs in both off-grid and grid connected applications. The first order, perturb and observe, incremental conductance, linear expression based sliding mode control algorithms and their adaptive forms are discussed in detail. The advanced form of SMC, terminal sliding mode control (TSMC), super twisting theorem (STT) and artificial intelligent (AI) algorithm based are also presented with the focused application of MPPT of PVSs. A tabular comparison is provided at the end of each category to help the users to choose the most appropriate method for their PV application. It is anticipated that this work will serve as a reference and provides important insight into MPPT control of the PV systems.     

A sliding mode control and artificial neural network based MPPT for a direct grid‐connected photovoltaic source

A robust sliding mode controller for a grid‐connected photovoltaic source is proposed in this paper. The objective of the presented control scheme is to force both the output voltage of the photovoltaic PV source and the power factor at the inverter output to follow a certain trajectory reference. The main idea is to apply the robust sliding mode controller directly to the nonlinear state model of the system composed of the PV source and the inverter with its input and output filters. In order to operate the PV system at the maximum power point and to satisfy the environmental factors, such as solar irradiance and temperature, we included a rigorous maximum power point tracker based on an artificial neural network. Simulation results are presented to illustrate the performance of the proposed control scheme. In addition, we show that the grid current satisfies the harmonic limits of the IEEE standard for interconnecting distributed energy sources with electric power systems.     

组合模糊控制技术与扰动观察法提升光伏发电MPPT性能

组合典型MPPT算法以优化系统性能是光伏发电新的研究范式。针对传统单一MPPT算法无法兼顾动态性能和稳态性能问题,尝试将模糊控制技术和扰动观察法进行组合用于光伏发电MPPT控制,具体方法是当系统靠近功率曲线两端时采用扰动观察法跟踪,当系统位于最大功率点附近采用模糊控制技术跟踪。实验结果表明,组合控制算法能够根据系统所处状态准确地在扰动观察法和模糊控制算法之间切换,系统响应时间相对于模糊控制缩短了31%,稳态误差相对于扰动观察法减少了67%,系统性能显著提升。     

基于自适应线性调节抗干扰PSO的光伏群体MPPT控制

光伏发电已成为新能源发电的主要研究方向,但当外界环境发生突变或由于遮挡使光伏阵列出现阴影时,传统的最大功率点跟踪(MPPT)算法会出现误判或因陷入局部最大功率点等问题而失效。针对这些问题,提出了一种自适应线性调节的粒子群(PSO)算法,并采用一个MPPT控制器同时实现多支路光伏阵列群体MPPT控制。最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明,自适应线性调节PSO群控方法振荡小,可实时精准跟踪最大功率点,控制电路较为简单,降低系统控制成本。     

光伏电池最大功率跟踪智能控制技术研究

本文在阐述光伏电池输出特性的基础上,针对光伏电池最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking,MPPT）中存在的问题,结合智能控制方法,给出了最大功率跟踪的改进型控制方法：模糊逻辑MPPT控制,神经网络MPPT控制以及两者的结合型。分析表明智能控制技术具有较强的自适应能力,能够根据环境的变化,快速、稳定地跟踪最大功率点。     

基于扰动观测-模糊控制的单传感器MPPT算法

根据半桥升压式(half-bridge-boost)光伏并网逆变器的特点,分析了一种基于扰动观测的单传感器MPPT算法.在此基础上,将模糊控制与其结合,形成了扰动观测-模糊控制的单传感器MPPT算法,改善了系统的响应特性和稳定性.在Matlab/Simulink平台上与其他几种常用的算法进行仿真对比,结果表明基于扰动观测-模糊控制的单传感器MPPT算法跟踪速度快,在最大功率点附近振荡小,系统稳定.     

基于Buck变换器的光伏发电系统MPPT 控制

介绍以Buck变换器为对象的太阳能光伏发电系统。用Buck变换器实现对光伏发电系统的最大功率跟踪,采用逐次逼近法的MPPT控制策略,通过调节Buck变换器的PWM占空比输出,使得负载的等效阻抗跟随光伏电池的输出阻抗,使光伏阵列在任何条件下获得最大功率输出,跟踪最大功率。仿真表明MPPT（最大功率跟踪）控制策略的可行性。