基于飞跨电感的分布式光伏MPPT技术

提出一种基于飞跨电感模块的新型分布式最大功率点跟踪(MPPT),在光伏池板正常串联输出功率的同时,利用并联在光伏池板上的飞跨电感模块实现池板输出电压的独立控制,可实现每块池板独立的MPPT,同时利用飞跨电感模块输出电容与光伏组串串联来承担组串与直流母线间的差额电压,实现多组串间的并联运行。所提出的分布式光伏结构只需处理光伏池板间的差额功率,具有装置容量小、系统效率高等优点。通过仿真和实验对所提出的方法进行了验证。     

中压直挂光伏发电系统模块间电压–功率自主跟踪控制方法研究

中压直挂光伏发电系统不需要工频升压变压器和无功补偿装置,无夜间损耗,近年来受到广泛关注。大量光伏组串经隔离型直流变换器输出串联汇集,再通过模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)换流器并网送出功率,形成两级式中压直挂光伏发电拓扑。该拓扑运行效率高,但各光伏组串最大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)控制较为困难。把隔离型直流变换器输入侧并联,并在光伏组串与隔离型直流变换器间插入MPPT变换器,有利于MPPT控制,但增加系统损耗。面向两级功率变换式中压直挂光伏发电系统,提出隔离变换器的模块间电压-功率自主跟踪控制方法,使变换器在实现各光伏组串最大功率点追踪控制的同时,不经过通信和闭环控制就可以实现各功率模块输出电压自动分配,从而可以减少功率变换层级,提高运行效率和鲁棒性。仿真分析和小功率实验结果验证所提模块间功率控制策略的有效性。     

串联式中高压光伏方阵及系统探索

探索一种串联式中高压光伏方阵及系统实现方法,目的是解决组件串联数量受光伏组件的耐压≤1000V所限的问题。为提高发电功率,目前光伏电站采用若干台的汇流设备将大量的光伏组串进行并联的方法,具有电缆应用数量多、传输电流大、配套设备多及损耗严重等缺点。本方案提出一种光伏发电系统串联式中高压方阵解决方案,利用光伏组串高压隔离功率调节模块具有的最大功率点跟踪MPPT、DC/DC、安全监控、高压隔离(隔离电压Uxmax)等特点,将若干光伏组串进行高压隔离,再通过组串之间再串联实现串联式高压光伏方阵,该方案摒弃汇流设备及升压变压器,可提高逆变、直流设备输入电压,减小传输电流,增大发电功率,降低传输损耗及设备故障率,同时满足不同功率光伏组串功率的再串联,实现光伏直流高压传输的目的。     

光伏阵列系统级分布式功率优化控制研究

在光照不均匀的工况下,光伏阵列的输出功率会受到很大影响,采用分布式MPPT控制可取得较好的效果,但关于系统级分布式功率优化的研究较少。本文考虑到系统的保护和安全、在对光伏组串中各光伏模块进行限压保护及直流母线采取卸荷保护的基础上,详细分析了分布式功率优化控制的工作机理和算法的实现过程,并利用仿真对算法进行验证以及和集中式MPPT控制进行比较,结果证明分布式MPPT优化控制不仅可以更好地提高光伏组串的发电量,而且可以保证系统安全可靠运行。     

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。     

光伏系统最大功率点追踪方法的改进

针对传统的最大功率点跟踪(MPPT)法、恒定电压法不能准确地跟踪最大功率点和登山法跟踪速度慢、误判断和输出电压不稳定等缺点,提出了定步长与变步长相结合的三点最小二乘MPPT方法.建立了光伏发电系统的数学模型,并进行了系统设计和实验,在不同的起始电压和初始步长的情况下,追踪光伏发电系统的最大输出功率.仿真结果证明,三点最小二乘MPPT能够准确追踪光伏发电系统的最大功率点,但跟踪速度受初始条件的影响.以TMS320F2812为控制芯片对光伏系统MPPT电路进行系统设计并进行试验,结果表明该系统输出电压稳定,与无MPPT相比,输出功率明显提高,系统效率提高约15%.     

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。     

一种可实现两组池板独立MPPT控制的新型双逆变器光伏并网变流器

为了实现光伏系统大容量高效率的运行需求,本文提出一种新型双逆变器串联的光伏并网变流器拓扑。通过建立双逆变器串联系统的数学模型,得出了在光伏系统中抑制共模漏电流的调制方法,进而实现了对双直流侧电压的稳定控制和两组串联光伏池板的独立最大功率点跟踪控制(MPPT),有效降低光伏系统的初始成本并提升发电效率。文中通过仿真和实验,验证了提出方法的有效性。     

一种新颖的两级式光伏并网控制方法

光伏屋顶发电系统通常采用两级式Boost+逆变器的拓扑结构,为提高系统运行效率,提出了一种新型控制方法。实时判断光伏输出电压与电网瞬时电压绝对值大小的关系,当光伏输出电压高于电网瞬时电压绝对值时,Boost变换器停止工作;而当光伏输出电压低于电网瞬时电压绝对值时,Boost变换器执行直流母线稳压功能,后级逆变器控制实现最大功率点跟踪(MPPT)及单位功率因数逆变并网要求。通过仿真和实验验证了这种方法具有前级开关管动作次数少,能够有效地提高系统效率并同时确保系统并网电能质量等优点。     

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.     

基于模糊控制的光伏发电系统MPPT设计

为了提高光伏发电的效率,分析了光伏发电系统最大功率点跟踪控制的原理,选出了实现最大功率跟踪的硬件电路。针对光伏电池输出的非线性特点,提出了将模糊控制应用于光伏发电的 MPPT 控制中,设计了模糊控制器,并在正常光照及光照强度变化的条件下对模糊算法控制系统和扰动观察算法控制系统进行了仿真实验,得出两种算法控制下系统输出的电压波形。通过对波形的对比分析,进一步证明了模糊MPPT控制系统响应快,抗干扰能力强,系统稳定性好。     

光伏分布式MPPT机理分析与仿真研究

采用目前常用的光伏电池模型对光伏阵列进行建模时,或者需要多个模块进行串并联,仿真电路规模较大,增加了仿真复杂性,或者由于参数简化影响精度。将建立光伏阵列模型的方法分为计算法和查表法,计算法容易收敛,但需要明确的光伏阵列输出电压电流方程,查表法比较灵活,只需知道输出电压电流的数据源,可以仿真任意规模的光伏阵列。之后基于查表法和实际产品数据实现与功率变换器进行组合连接的电路仿真,并解决建模过程的若干技术问题。?结合模型和阻抗分析,对单模块、组串和阵列等典型配置分布式MPPT机理进行分析,并得出相应控制表达式。最后针对相应配置分别设计算例进行仿真研究,并与集中式MPPT结果进行对比分析,为显著提高光伏阵列输出效率建立理论基础。     

无电压传感器光伏电池最大功率点跟踪方法

传统光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)方法需要同时对光伏电池的输出电压与电流进行检测。提出一种无电压传感器的MPPT控制方法,该方法只需对光伏电池的输出电流进行检测即可实现光伏系统的MPPT功能,能够简化控制系统结构,有利于降低光伏系统的投资费用。实验结果验证了该方法的正确性与可行性。     

基于分布式MPPT光伏系统效率研究

在光伏电池数学模型基础上,对采用分布式MPPT的光伏系统输出特性进行分析。在实际光伏电池组件上加装分布式MPPT测量正常情况下和有遮挡情况下的输出特性及效率,得出分布式MPPT具有宽输入/输出电压范围,系统中的单块组件功率输出受限不影响系统中其他组件输出,最大化能量采集和输出,使得光伏电池的利用项目更加可行。     

基于PSO优化BPNN估计光伏阵列MPPT控制系统研究

为了充分利用光伏阵列转换能量,提高光伏阵列的发电效率,在分析光伏阵列的伏安特性及最大功率点跟踪(MPPT)原理的基础上,提出了一种基于粒子群算法优化BP神经网络(PSO-BPNN)的建模方法,并用这种改进的神经网络构建了光伏阵列的动态模型.通过PSO-BPNN模型拟合光伏阵列输出功率与输出电压的非线性关系,实现了对光伏阵列的最大功率点跟踪.Matlab/Simulink仿真及在线测试结果表明:基于PSO-BPNN估计的光伏阵列MPPT控制系统能快速、精确地跟踪光伏阵列的最大功率点,改善了BP神经网络收敛速度慢,易陷入局部极值,建模精度不高的缺点,提高了系统的稳定性和能量转换效率,是研究光伏发电这个复杂非线性系统的一个可行办法.     

基于恒电压跟踪法和自适应占空比扰动法的最大功率点跟踪研究

针对光伏阵列传统的最大功率点跟踪方法带来的系统振荡、效率低等问题,提出了一种基于恒电压跟踪法和自适应占空比扰动法相结合的最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,分析了该方法的实现流程,并建立了光伏阵列、光伏系统的Matlab仿真模型,对比分析了两种控制策略,评价了在不同光照强度和环境温度下的跟踪性能,得出各个算法的优缺点。最后通过实验证明了所提控制策略的正确性,同时验证了新型MPPT控制策略提高了系统的快速跟踪性能和稳定性。     

基于单变量检测的光伏电池最大功率点跟踪算法

传统的光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)技术需要同时检测光伏电池的输出电压和输出电流2个变量,在传统的电导增量法的基础上提出一种新的MPPT算法,该算法通过Boost变换器实现系统的MPPT。与传统算法相比,新算法只需检测光伏电池的输出电流,通过调节变换器的占空比,实现光伏电池阵列的输出功率最大化,减少了光伏系统的成本。仿真结果验证了该方案的正确性和可行性。     

基于最优梯度MPPT控制的光伏水泵系统

为提高对光伏阵列的利用率,分析了一种基于最优梯度最大功率点跟踪(MPPT)控制的光伏水泵调速系统.根据光伏阵列的特性及最优梯度控制的方法,通过检测光伏阵列的输出电压、电流及单片机软件控制来实现MPPT.介绍了系统软件和硬件的设计,最后用给出的实验波形证明该方法能使系统稳定运行.     

不均衡组串光伏系统多峰值最大功率跟踪

对光伏(PV)发电系统的PV模块组合方式进行研究,提出一种不均衡组串PV发电系统优化拓扑。该拓扑可根据各PV组串不均衡情况调整系统工作结构,通过将不均衡的组串从均衡的组串中分离出来,有效降低不均衡组串对系统的影响,从而提高PV发电系统的效率。而分离出的不均衡组串,其输出P-U曲线呈现多峰值现象,对此提出一种基于全局搜索的多峰值最大功率点跟踪(MPPT)优化算法。该方法能快速精确地追踪到系统的全局最大功率点(MPP),而无需增加硬件电路。仿真和实验结果表明提出的拓扑和优化算法能有效提高不均衡组串PV系统输出的效率。