基于功率回馈的光伏系统MPPT控制器研究

针对传统光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)技术变负载和环境条件下太阳能利用率低的缺点,根据光伏电池的动态输出特性以及闭环MPPT技术,在对MPPT控制器光伏电池组件进行理论和实验分析的基础上构建了Boost MPPT硬件电路,搭建了光伏发电系统试验台,设计了基于无损功率回馈法的MPPT控制器,进行了该控制策略与传统控制策略的传输效率对比研究,并将这种改进策略应用在光伏发电的最大功率追踪系统中。实验结果证明了该控制方法在提高变换器传输效率方面的作用及其在光伏系统应用中的优势。     

基于扰动观察法的光伏发电系统MPPT控制策略

由于光伏电池的输出功率受到光照、温度等外界因素的影响,具有非线性特性。为了提高光伏发电系统的效率必须对其输出功率进行跟踪控制。在详细分析光伏电池等效电路及输出特性的基础上,利用Matlab/Simulink平台建立了光伏系统的仿真模型,阐述了最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制原理,重点研究了电压型扰动观察法的实现算法,通过MPPT控制器比较前后两次的功率大小来决定光伏电池的电压扰动方向,使光伏电池最终达到最大功率点。最后对整个光伏系统进行仿真试验,仿真结果表明在光照发生改变时,MPPT控制器能够及时调节,实现最大功率点跟踪,验证了光伏系统仿真模型的正确性和控制策略的可靠性。     

基于双重跟踪技术的光伏发电控制器的研究

为提高光伏电池的发电效率,阐述了一种基于太阳跟踪和最大功率点跟踪(MPPT)的光伏发电控制器的设计与实现.该新型控制器通过驱动两个直流电机实现光伏电池自动跟踪太阳,使其平面时刻与太阳光保持垂直.该控制器的另一个重要功能是通过MPPT技术使光伏电池输出最大功率.在实现MPPT过程中,为克服传统扰动观测(P＆O)法带来的动态响应慢,稳态振荡,甚至在环境突变条件下出现跟踪错误等缺点,提出了一种改进的扰动观测(IP&O)法.最后实验结果表明该双重跟踪技术使光伏电池发电效率提高约45%～50%.     

一种新型光伏最大功率跟踪控制器的实现

在光伏系统中,由于光伏电池的光电转换效率太低,使其不能以最大效率转化为电能输出;另外,它在工作过程中受环境影响也很大.因此为了使其输出的电能达到最大化,除了要研制价格低廉并且能量转换效率高的光电材料外.可以通过采用最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)的控制方法来实现光伏电池的大功率输出.介绍了一种采用C805IF3lO单片机实现光伏MPPT控制器的简要设计.该控制器通过采用"电压扰动法"实现MPPT控制,通过实验结果说明该控制器达到了MPPT功能.     

一种基于模糊控制的光伏发电系统的MPPT控制

分析了光伏电池的特性和光伏发电系统MPPT控制的原理,指出了传统的扰动观察法、电导增量法等MPPT控制方法的缺点。针对传统MPPT控制方法存在的问题,提出了将模糊控制应用于光伏电池最大功率点跟踪控制的思想,设计了一种占空比扰动观察法与模糊控制技术相结合的MPPT控制方法。通过分析光伏电池的特性和MPPT跟踪的特点,制订了模糊控制方案,通过MATLAB仿真,获得了理想的结果,证明该方法具有响应速度快、抑制振荡效果好等优点。     

光伏电池通用模型及自适应MPPT控制方法

根据光伏电池的等效结构进行推理计算得出光伏电池阵列特性方程的数据求解方法,基于Matlab仿真环境建立了光伏电池通用模型。为了最大效率的利用太阳能,基于常规使用的扰动观察法,提出了改进的自适应最大功率点跟踪(MPPT)控制方法;介绍了控制原理并给出了内部结构,建立了基于Matlab的太阳能光伏系统仿真并记录结果,验证了改进的自适应MPPT控制方法可以实现步长大小的在线优化,兼顾了系统的动态性能和稳态性能,取得了良好的控制效果。     

光伏系统中最大功率点跟踪方法的研究

在光伏发电系统中,光伏电池的最大输出功率取决于温度和光照条件,采用最大功率跟踪(Maximum PowerPoint Tracking,简称MPPT)方法可以使光伏电池持续输出最人功率.研究了光伏系统中的最大功率控制部分,提出了MPPT控制器的设计,介绍了几种常用的MPPT方法,其中重点研究了电导增量(Incremental Conductance,简称INC)法.给出了INC法的软件流程的设计,并在Matlab中建立了光伏电池的仿真模型.最后通过实验验证了MPPT控制器的可行性,其MPPT的响应速度和控制精度均达到了预期要求.     

光伏发电系统MPPT二阶滑模控制

基于光伏电池数学模型,采用Boost升压电路作为系统前端,其性能对光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)、工作效率提高有重要意义。针对传统MPPT控制方法,在干扰较大的情况下,很难取得满意控制效果的问题,利用二阶滑模控制技术,提出一种无抖振的滑模控制方法,以改善大扰动情况下系统的鲁棒性。将占空比变量的导数视为虚拟控制器,设计非连续的二阶滑模控制器;实际控制器则为非连续控制器的积分,从而避免了控制器的抖振。仿真和实验结果表明光照强度和温度改变的情况下系统响应速度加快,且更加稳定。     

扰动电压下光伏最大功率跟踪控制器的设计

分析了扰动电压输出条件下的光伏最大功率跟踪系统构成,使用基于变步长电压扰动法作为功率/电压寻优控制器。设计了一种光伏MPPT系统电压复合控制器,采用光伏输出电压预调节控制+电压环PI调节器的方法实现。通过对光伏输出电压控制器进行数学建模得到电压闭环传递函数,确定了最佳预调节系数及PI调节器参数以得到快速稳定的MPPT控制,仿真分析了控制器阶跃响应及波特图。仿真以及试验结果表明此电压复合控制器能够快速、稳定的实现光伏MPPT响应。     

基于扰动观察法和电导增量法的光伏发电系统MPPT算法研究综述

在光伏发电系统中,为提高电池的利用率,需要实现快速精确的最大功率点跟踪（MPPT）控制。在众多的MPPT方法中,扰动观察法和电导增量法由于原理简单、易实现等优点而一直成为研究及选用较广泛的方法。为促进光伏电池的MPPT算法进步,提高传统方法性能和控制效果,在传统扰动观察法和电导增量法的基础上,对近年来这2种方法的改进算法,以及分别与其他方法的结合使用情况进行详细分析,比较出各自优缺点并对未来的MPPT方法做出展望。     

光伏电池在Boost电路中的最大功率跟踪

光伏电池工程模型简化了复杂的数学模型,是研究光伏发电系统的实用模型。在Matlab/Simulink环境下,可对任意温度和光照下的光伏电池工程模型仿真。详细阐述了爬山法MPPT控制原理及在Boost电路中的实现,用爬山法MPPT控制器调节Boost电路,通过调节占空比来实现光伏电池的最大功率跟踪。对整个光伏电池系统在温度突变的情况下进行仿真,仿真结果显示在温度或光照发生改变时,MPPT控制器能够及时调节,使电池工作在最大功率点。     

光伏电池非线性模型求解及MPPT研究

基于光伏电池组件的四个基本技术参数,提出了一种光伏电池组件数学模型参数精确计算方法。开发了光伏阵列仿真模型,基于改进的扰动观察法实现光伏组件MPPT控制。利用该模型分析了任意光照强度、环境温度下光伏组件的输出特性。通过MSX-60光伏组件进行了仿真验证。结果表明,所提出方法在求解参数时更为精准,与基于普通扰动观测法的控制策略比较分析表明,改进的扰动观察法有着较高的最大功率跟踪效率。     

基于模糊理论对光伏MPPT扰动观察法的改进研究

光伏系统的效率问题一直是制约光伏产业发展的关键问题,针对传统光伏系统MPPT方法中存在的问题,提出了一种基于模糊理论对扰动观察法的改进方案。此方法将模糊逻辑控制器应用于实时扰动调整量的计算之中,根据光伏系统的输出状态调整扰动幅度,使系统在响应速度和稳态误差方面得到一定的优化。在Matlab/Simulink中搭建了光伏发电系统的各个仿真模块,通过对比改进前后的仿真结果,验证了此改进能提高响应速度,减小最大功率点附近的稳态震荡。     

光伏MPPT系统电压控制器的优化设计

分析了光伏MPPT系统构成及工作原理。使用基于变步长电压扰动法作为功率/电压寻优控制器。为实现快速稳定的光伏MPPT响应,重点对光伏输出电压控制器的电压环进行优化设计。设计了一种光伏MPPT电压复合控制器,采用电压顺馈+PI调节器的方法实现。通过对光伏输出电压控制器进行数学建模得到电压闭环传递函数。确定了最佳PI调节器参数以得到快速稳定的MPPT控制。仿真分析结果以及试验结果表明,此电压复合控制器能够快速、稳定地实现光伏MPPT响应。     

一种改进的PV-AF系统最大功率点跟踪方法

在具有有源滤波功能的光伏并网(Photovoltaic Power Generation and Active Filter,PV-AF)系统中,光伏电池的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)方法是其关键技术之一,针对常用的MPPT方法存在的问题,提出了一种改进的MPPT方法。该方法利用扰动观察法在最大功率点附近扰动的正向步数和反向步数基本相同的特点,判断系统工作点是否处于最大功率点(Maximum Power Point,MPP)附近。在此基础上利用变步长的扰动观察法,在远离最大功率点时采用大步长扰动,在最大功率点附近采用小步长扰动。在确定系统工作在最大功率点附近后,采用恒定电压法跟踪。扰动观察法的最大跟踪误差为1.5个电压扰动步长,提出的改进MPPT方法将最大跟踪误差降低为0.5个电压扰动步长。仿真和实验结果表明,该方法兼顾了跟踪的快速性、准确性和稳定性。     

改进的差异演化算法在MPPT扰动观察法中的研究

太阳电池最大功率跟踪(MPPT)控制方法有很多。例如:直线近似法、电压反馈法、扰动观察法、增量电导法、模糊控制、神经网络控制等。每一种MPPT控制策略均具有自身的特点。针对光伏电池的非线性特性,介绍了最大功率点跟踪的原理,并利用改进的差异演化算法对扰动观察法进行了改进,减少了扰动观察法的震荡过程,确保了光伏阵列稳定地工作在最大功率点附近。仿真结果证明,利用该差异演化算法改进的MPPT,具有良好的适应性。     

基于PSCAD的改进后的光伏电池仿真研究

对传统的光伏电池数学模型进行改进,并在PSCAD仿真环境下对其进行建模。考虑到光伏系统存在最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的问题,因此有必要建立MPPT的仿真模块。系统仿真结果充分体现了改进后光伏电池的有效性,MPPT控制效果非常明显。     

基于模糊策略的PID控制器在光伏MPPT中的应用

介绍了光伏电池的输出特性和光伏发电系统MPPT控制的基本原理,分析了传统MPPT控制方法存在的缺陷,针对传统MPPT控制方法存在的不足,提出了一种基于模糊控制原理与PID控制相结合的占空比扰动法在两级式光伏逆变器并网系统的应用。通过Matlab/Simulink建模仿真,结果证明该方法对提高跟踪速度、减小MPP功率振荡和提高光伏系统的效率等方面具有一定优势,系统具有良好的动态和静态性能。     

光伏电池工程用数学模型及其模型的应用研究

以光伏电池输出特性为基础,给出了光伏工程实用数学模型,利用Matlab建立了光伏电池仿真模型,分析了在不同的太阳辐射强度、环境温度下的输出特性,此外,利用改进扰动观察法建立了最大功率跟踪模型(MPPT),并与Buck-Boost电路结合使用,通过PWM来获得控制信号以此来改变光伏电池的输出电压,能很好地实现光伏发电系统最佳工作点的跟踪,为整个光伏及微网系统进一步研究提供参考价值。     

基于改进MPPT算法的光伏并网系统控制策略

研究并改进了单相两级光伏并网发电系统的控制策略。以2种基本最大功率点跟踪(MPPT)技术为基础提出了一种结合固定电压法与增量电导法的占空比扰动MPPT算法。在不同的光伏电池运行点采用不同的跟踪方法,通过直接控制直流斩波器开关占空比以达到快速准确的功率跟踪效果。针对该算法的运行条件改进了光伏并网系统整体控制策略。通过直流电压外环的功率平衡控制及比例积分校正,配合内环并网电流反馈控制,使并网逆变器在保持并网电流质量的同时更好地控制直流电压。通过PSCAD/EMTDC软件搭建的光伏并网系统仿真模型验证了改进MPPT算法及逆变器控制策略的有效性。