基于双模MPPT控制的光伏充电设计

本文提出一种光伏充电设计方案,在不同的光照强度下,采用不同模式的最大功率点跟踪方法(MPPT)来控制光伏电池板的输出特性。强光照时,MPPT采用变步长电导增量法,对锂电池和超级电容充电;弱光照时,不能对锂电池直接充电。MPPT采用扰动观察法,对超级电容充电,超级电容蓄能后对锂电池进行充电。本文设计基于MSP430F5132的控制系统平台进行实验验证,结果表明,能够高效地利用太阳能对锂电池进行充电。     

偏远牧区禽舍用自跟踪式光伏发电系统的设计

为了解决偏远牧区畜禽舍供电问题以及有效提高太阳能利用率,设计并实现了一种基于模糊控制与新型扰动观察法组合式MPPT的二维自跟踪式太阳能离网型光伏发电系统.该系统以STM32F103C8T6为主控核心,利用组合式MPPT算法来追踪光伏电池板最大功率点并结合融合智能MPPT充电、恒压充电和浮充电三个阶段的充电方法来提高铅酸蓄电池充电速度和系统发电效率;创新性地设计了可在室外恶劣环境运行的光伏电池板倾斜角自动跟踪太阳光装置,实现了光线垂直照射光伏板的目的.实验数据和仿真结果表明:采用组合式MPPT控制策略可有效应对外界温度、光照突变且在标准状况下其追踪功率准确度为99％.结论表明:该系统能满足偏远牧区畜禽舍供电需求且工作可靠,有效降低饲养成本.     

太阳能LED照明系统充电控制器设计

设计一种太阳能LED照明系统充电控制器,既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电提高约16%。该充电控制器既实现了太阳能的有效利用,又延长了蓄电池的使用寿命。     

一种太阳能电池MPPT控制器实现及测试方法的研究

本文根据太阳能电池的特性,设计了一种基于"电压扰动法"的太阳能电池最大功率点跟踪(MPPT)控制器,并提出了一种简单、实用的模拟太阳能电池对控制器进行测试的方法,理论证明该方法是可行的,并得到实际验证.在此实验方法下,对设计的MPPT控制器进行测试,结果表明它有较好的跟踪性能.     

独立光伏系统中太阳能充电器的研究

首先介绍了独立型光伏系统的一般结构,然后对其中的充电器部分作了重点研究.提出了太阳能充电器的设计.介绍了几种常用的最大功率点跟踪(MPPT)方法,其中重点研究了扰动观察法(Pertub&Observe,简称P&O法).并给出了P&O法的软件流程设计.在Matlab中建立了太阳能电池的仿真模型,借以对P&O法的软件流程进行仿真验证.描述了蓄电池的充电控制策略.给出了三阶段充电的具体软件实现方法.实验证明了该太阳能充电器的可行性,其充电效率达到87.6%.     

超级电容储能的光伏充电系统双模控制研究

弱光照条件下,光伏板的最大功率点跟踪(MPPT)控制往往难以满足储能装置的充电要求。为实现在强光至弱光光照条件下太阳能光伏板均能对储能装置有效充电,提出一种超级电容储能的光伏充电系统双模控制方法。采用同一套硬件电路,通过软件控制实现弱光照和普通光照2种充电模式,并能够根据光照变化自动切换充电模式。分析了2种模式下充电控制策略及自动切换方式,推导了超级电容容量的计算方法。最后,以超级电容作为储能元件的太阳能路灯为例,设计样机进行试验。试验结果证明了所提出的双模控制方法能实现太阳能光伏板在强光至弱光光照条件下对超级电容进行有效充电。     

基于扰动观察法的无乘法器MPPT控制器研究

针对模拟最大功率点跟踪(MPPT)控制器成本问题,提出了一种基于扰动观察法(PO)的低成本模拟MPPT电路。利用三角波与太阳电池阵输出电压相比较形成的时钟脉冲控制开关,以太阳电池阵镜像恒流源给电容充电的方式实现对太阳电池阵输出功率的观测,解决了传统模拟MPPT控制器中依赖价格昂贵乘法器计算功率的问题。基于Saber软件进行原理分析和仿真验证,并以Boost变换器进行了相关样机的搭建。实验结果表明,该模拟MPPT控制器实现控制器成本降低的同时,追踪精度最高达99%,动态响应速度不超过10 ms。     

基于最大功率点跟踪的蓄电池充电控制策略

为充分利用太阳能,延长蓄电池使用寿命,提出了基于最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的蓄电池充电控制策略。MPPT控制采用改进的变步长扰动占空比控制算法。该策略将MPPT充电和阶段式充电相结合,保证了直流母线电压的稳定;给出了双向直流变换器的控制策略。仿真算例结果验证了该策略的有效性。     

一种用于LED街道照明系统的太阳能供电电路设计

针对典型的太阳能供电的LED街灯照明系统,在研究其基本结构的基础上,将其中最重要太阳能充电控制器和LED灯的驱动器作为研究对象,详细分析了这两部分的电路实现方法。设计了以太阳能充电控制器BQ24650为控制核心的充电控制器的电路,探讨了相关元器件参数的计算方法,对其中的MPPT设置及电池缺失检测流程进行了详细分析;分析了LED照明驱动器的组成及其功能,设计了以XL6001为核心的LED驱动电路及以NE555为核心的PWM调光电路;完成了简易太阳能供电LED街灯照明系统,并对其功能及工作性能参数进行了测试和分析。结果表明,该LED的供电方案满足设计要求,表明该方案是有效的。     

基于电流预测的太阳能MPPT的模糊控制

论述了传统的扰动观察法在太阳能MPPT控制中存在的问题,分析了当外界条件突变时,传统扰动观察法可能产生误判的原因,以及电流预测的MPPT跟踪方法防止误判的原理。在此基础上,结合变步长扰动观察法的优点和模糊控制器的特点,提出了一种基于电流预测与模糊控制相结合的变步长MPPT控制方法。通过Matlab/Simulink建模和仿真分析,结果验证了所提出的控制算法的有效性和正确性。     

独立光伏系统最大功率跟踪控制器的实现

介绍了在小型独立光伏系统中一种最大功率跟踪器的实现。控制器的主电路采用了降压斩波电路,结构简单,硬件实现方便。控制部分在经典干扰观测方法的基础上对控制方法进行改进,采用变步长跟踪,克服了跟踪速度和跟踪精度之间的矛盾。采用超级电容器作为储能装置,从根本上解决了蓄电池储能的二次污染严重、寿命短、工作温度范围窄等问题。应用MATLAB仿真软件搭建光伏电池模块,并根据改进的干扰观测法建立最大功率跟踪控制器,对超级电容器进行充电。仿真结果表明此控制器跟踪快速有效。     

基于模糊控制的MPPT在光伏并网发电系统中的应用

为了提高光伏并网发电系统的输出效率,减小系统正常工作时的电压波动,提出了一种基于模糊控制的最大功率点跟踪方法.在分析了光伏电池的特性和几种光伏并网发电系统的最大功率点跟踪算法后,针对扰动观测法的不足,将模糊控制应用到最大功率点跟踪控制算法中,提出基于扰动观测法的模糊控制策略.在Matlab/Simulink中进行了系统...     

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。     

改进MPPT算法在光伏发电系统中的应用

针对传统扰动观察法存在的最大功率点跟踪(MPPT)精度低和振荡问题,提出了一种变步长扰动观察法与Newton插值法相结合的改进型MPPT算法,通过三相并网发电系统对该算法进行仿真验证,结果表明改进MPPT算法不仅能够快速跟踪外界环境变化,还能有效减小在最大功率处的振荡,有效地提高了光伏电池的利用率。     

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。     

光伏发电系统最大功率追踪算法及其仿真

针对普通的最大功率算法在最大功率点振荡、追踪速度不高等缺点,提出了一种新的最大功率点跟踪控制方法——直线近似法结合变步长扰动观察法的最大功率追踪方法。仿真结果表明,该方法可有效消除传统方法在最大功率点处的功率振荡。     

粒子群优化模糊控制器在光伏发电系统最大功率跟踪中的应用

针对采用干扰观察法时最大功率跟踪系统的输出功率在最大功率点附近小幅振荡的问题,设计了一种应用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的模糊控制器,并将其应用于光伏发电系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)。该控制器采用粒子群算法优化模糊控制的隶属度函数,能够实时调整跟踪步长,保证系统在光照强度和温度变化时有较快的动态响应速度和较高的稳态精度。分别对采用干扰观察法、常规模糊控制方法和带粒子群优化的模糊控制器在相同情况进行了仿真和试验,结果证明了所提方法的有效性和鲁棒性。     

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。     

风力发电机组最大功率追踪

根据最大功率追踪点的基本原理及常用风力发电控制系统的特点,提出了基于占空比扰动的改进三点比较法。风力发电系统实际上应用最大功率追踪技术搭配数字信号处理器(TMS320C6711)调整DC/DC斩波器转换器的占空比,使风力发电机系统运转在最大功率输出。以1.5 kW风力发电机组为验证对象,基于TMS320C6711硬件平台对电流型扰动观察法与笔者所提出的三点比较法进行试验验证。结果表明:采用改进三点比较法的风力发电系统能够有效追踪最大功率点。同时,在风速发生变化时,能快速找到最大功率点。     

Experimental implementation of a novel scheduling algorithm for adaptive and modified P&O MPPT controller using fuzzy logic for WECS

This article proposes an adaptive and modified Perturb and Observe (P&O) maximum power point tracking (MPPT) algorithm, using fuzzy logic step size controller, for a wind energy conversion system (WECS) based on wound rotor synchronous generator. The modified P&O controller uses additional current information of the dc-link, to decrease power oscillation around MPP, and choose the correct direction of the perturbation, while wind speed increase condition, depending on the sign of dc-link current change. So, in this contribution, a modified drift-free P&O algorithm was chosen because it gives better results, but the duty cycle step size in the proposed MPPT controller has been varied adaptively, using a fuzzy logic inference system based on the variation of the rectifier output power and the previous change of the duty cycle to get fast convergence until the MPP is reached in increasing and decreasing wind speed conditions. Performances and robustness of the proposed speed sensorless MPPT controller are evaluated in an experiment implementation, using a WECS emulator and dSpace DS1104 controller board, where experimental results show that the proposed method guarantees fast convergence with better energy quality and high robustness against speed or load change conditions.