风光互补智能充电控制系统的优化设计

针对目前小型风光互补充电控制系统中能量合成利用率低的问题,研究了基于新型直流斩波电路的风光互补智能充电控制系统.分析了前级DC/DC斩波电路的工作原理并运用了基于改进扰动法的最大功率跟踪策略,可以将间歇性的太阳能和风能资源进行有效的互补,并通过合理的转换和控制电路使风能与太阳能资源得到最大限度的存储与利用.最后对蓄电池进行三阶段充电优化控制.三阶段充电方法可以有效保证蓄电池充电曲线的平稳,避免由于过电流、过电压对蓄电池造成的冲击,能有效提高蓄电池的使用寿命并保证蓄电池容量的充足.     

一种基于自适应爬山法的蓄电池充电控制器

基于升压型移相全桥ZVZCS DC/DC交换器构建了蓄电池充电器系统,同时采用一种自适应爬山法实现对太阳电池最大功率点的跟踪。在对主电路进行仿真分析的基础上,给出了具体电路和实际调试波形。对比仿真和实验结果,验证了基于软开关技术应用于光伏发电用DC/DC变换器中的可行性。     

基于MSP430单片机的风光互补控制器设计

为了提高风光互补发电系统的效率及可靠性,以MSP430F149单片机为核心设计了一个小功率风光互补发电智能控制器,该控制器具有最大功率点跟踪(MPPT)、能量的协调控制以及蓄电池的智能充放电等功能。在试验室平台搭建了以该控制器为核心的200 W风光互补发电系统模型,并利用Matlab对系统进行了仿真,仿真和试验测试结果均达到预期效果,表明该控制器具有现实的应用价值及意义。     

含多微源的微网并网控制运行特性研究

文章以永磁同步风力发电机、光伏发电系统、蓄电池储能系统建立了混合微网结构模型。为了充分发挥各微源的优势并保证微网的供电质量,对各微源控制器采用不同控制策略进行。对风力发电系统采用改进PQ控制、光伏发电DC/DC变换器进行最大功率跟踪法控制以及蓄电池采用定直流电压控制来维持直流母线电压。文章基于PSCAD/EMTDC软件对系统不同运行工况进行仿真,结果表明控制策略具有正确性及可行性。     

太阳能发电站

太阳能发电站是指用太阳能进行发电的电站。有太阳光发电和太阳热发电两类。太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器、负载等组成。其中,太阳能电池组件和蓄电池为电源系统,控制器和逆变器为控制保护系统,负载为系统终端。a）太阳能电池组件是发电系统中的核心部分,     

高频无极灯独立光伏照明系统设计

研究了一种高频无极灯独立光伏照明系统,利用一个多输入DC/DC变换器实现了太阳电池对蓄电池充电以及蓄电池对无极灯镇流器供电.与传统的独立光伏照明系统相比,新系统结构简单,延长了蓄电池的使用寿命,仅用一个MCU就实现了对变换器的数字控制和系统能量管理.正文中对系统进行了详细分析与设计并对其进行了实验验证.     

太阳能控制器

控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式．使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。     

DC 1500 V光伏发电系统研究与应用分析

太阳能光伏发电在近年来得到了高速发展,已成为解决化石能源短缺和应对气候变化的重要途径.文章在介绍了光伏发电系统基本结构的基础上,分析了现行DC 1000 V光伏发电系统设计方案在降低系统成本和提高系统效率方面极其有限的现状,具体介绍了DC 1500 V光伏发电系统的设计基础,以及在降低系统成本和提高系统效率方面的优势,并给出了具体设计方案和分析了应用前景.     

光伏发电MPPT的变论域自适应模糊控制

针对常规模糊控制器在光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)控制中存在的功率波动、控制精度低和自适应性较差等问题,提出了一种基于变论域自适应模糊控制器的光伏发电MPPT控制,该控制器能根据光伏发电输出功率偏差的变化自动调整变量的论域,从而快速准确地跟踪光伏发电系统的最大功率点(MPP)。实验结果验证了该控制方法能有效实现光伏发电MPPT控制,提高了系统的效率和稳定性。     

基于STM32风光互补发电控制系统设计

设计一种低功耗、高性能的以STM32为核心的风光互补发电控制系统,对系统的工作原理及软硬件设计进行介绍,该控制系统具有最大功率跟踪控制、蓄电池充放电控制及过充过放保护的功能。系统将采集到的电压、电流、温度信号传送到STM32,通过输出相应的PWM进行控制调节,使发电系统最大功率输出,提高能源利用率,延长蓄电池的使用寿命。实验证明,该系统运行可靠、维护方便、成本低,具有很高的应用价值。     

小型太阳能光伏直流车载冰箱的实验性能研究

设计了一个小型太阳能光伏直流车载冰箱实验系统,实验验证了该系统各部件工作时的匹配性能,并测试了系统工作时的电流、冰箱温度、负载功率、蓄电池电压等数据,最后对各部分能耗进行了分析。实验结果表明：该装置能稳定运行,可满足实际冷藏要求;在完全无日照情况下,冰箱可连续运行34 h。     

A fuel-cell/battery hybrid DC backup power system via a new high step-up three port converter

In this paper, a fuel-cell (FC)/battery hybrid direct-current (DC) backup power system is proposed for high step-up applications. This system is composed of a newly developed non-isolated three-port converter, which achieves a high voltage gain by taking the advantage of a quasi Z-source network and an energy transfer capacitor. After analyzing the converter, a comprehensive comparison study and a design procedure are provided. Moreover, the controllers regulating the source power levels while smoothing the FC power profile according to the proposed energy management strategy (EMS) are designed based on the developed small-signal model of the proposed converter. Both hardware and controller design procedures are validated through the PSIM model of the whole system. As a result, it is shown that the proposed system can effectively couple FC and battery while transferring their energies to a high voltage DC bus according to the offered EMS.     

卫星太阳翼在轨输出功率预测模型

该文介绍一种卫星太阳翼在轨功率输出预测方法,由单体太阳电池根据固体物理理论推导出来直流理论分析模型获得其等效电路,通过对单体太阳电池串、并联后组成的太阳翼电气电路,获得太阳翼等效电路,并根据该等效电路推导出太阳翼的直流分析模型。将太阳翼的直流分析模型转化为由单片太阳电池片开路电压Voc、短路电流Isc、最大功率点电压Vmp、最大功率点电流Imp这4个参数决定的太阳翼工程应用方程。同时,通过地面试验获得单体太阳电池的电压和电流衰降系数,获取太阳翼实际在轨不同时刻的开路电压VAoc、短路电流IAsc、最大功率点电压VAmp、最大功率点电流IAmp,并通过计算获取太阳翼工作点电压、电流,得到太阳翼的在轨预测工作输出功率。通过将该文模型预测值与太阳翼实际在轨输出电流、电压遥测值进行比较,验证该预测模型的有效性。该预测模型可通过单体太阳电池的4个工程参数,获得整个太阳翼的直流分析模型,便于太阳翼设计阶段建模分析的工程化应用。     

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。     

一种适用于BESS的交错并联双向DC/DC变换器

针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。     

直流微电网系统的DC/DC变换器控制系统设计

全桥DC/DC变换器由于具有高功率密度、高效率、高变压比及电气隔离的特点,成为直流微电网系统中重要的电力电子接口。而移相全桥DC/DC变换器具有高阶时变非线性的特点,具体应用时较难建立其精确的数学模型,这影响了传统PID控制性能,因此设计了模糊自整定控制器。通过对峰值电流模式下变换器的小信号建模,在传统PI控制的基础上,给出了基于模糊理论的PI参数在线自整定方法。同时,利用Matlab仿真工具给出了模糊控制器的设计方法,并通过DSP对其进行软硬件实现。仿真和试验结果表明,模糊自整定控制与常规PI控制相比,提高了系统的抗扰动能力,改善了系统的动态性能,从而提高了整个微电网系统的可靠性。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

一种新型光伏发电充放电控制器

介绍了一种以单片机PIC16F716为核心的新型光伏发电充放电控制器。该控制器通过太阳能电池板电压、蓄电池电压、充电电流、环境温度等参数的检测判断，控制开关管的关断，来实现充放电控制和保护功能。与以往的控制器相比，此控制器的成本低，可靠性高。     

Fractional order modeling and two loop control of PEM fuel cell for voltage regulation considering both source and load perturbations

The growing demand for renewable energy sources has favored attention towards fuel cell and in particular towards Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) as an alternative energy source. Despite the advantage of possessing high current density, standalone isolated fuel cell operate at low voltage and the output is heavily dependent on the operating condition. This demands the integration of fuel cells with suitable power conditioning units. The present work aims at designing a controller which achieves the objective of regulated output voltage irrespective of variation in both load and source operating condition. The design and integration of the converter with PEMFC necessitates the development of a mathematical model, which can represent the PEMFC dynamics under different operating conditions. PEMFCs are known to exhibit distributed dynamics and possess long term memory, which are more accurately represented by fractional calculus. In this regard, a hybrid optimization based approach for fractional order modeling of PEMFC has been proposed. Further using the model, a fractional order Proportional Integral (FOPI) controller has been designed for regulating the load voltage. The presence of an extra tuning parameter in FOPI allows greater flexibility in achieving the system specification as compared to the classical Integer Order Proportional Integral (IOPI) controller. The effectiveness of the proposed FOPI controller for PEMFC fed PWM DC/DC converter has been validated under varying operating condition of the PEMFC and load perturbations in real time environment.     

A microcontroller-based stand-alone photovoltaic power system for residential appliances

In this study, a stand-alone photovoltaic power system was designed and implemented to operate residential ac-powered appliances such as fluorescent lambs, fans etc. Sun-tracker is implemented for improved efficiency of the system by keeping the solar module perpendicular to the sun's incoming rays. The charge method is realized with closed-loop current control of buck-boost dc–dc converter. The proposed system also uses a voltage source type PWM inverter to convert DC voltage from battery storage to supply AC loads. In the PWM method used, selected harmonics are eliminated with the smallest number of switching and an improvement in the system efficiency by reducing switching losses and providing ease of filtering on the inverter output is obtained. Charge controller and PWM inverter systems have been realized by using PIC16F873 microcontrollers. An experimental system was implemented to demonstrate the effectiveness of the proposed system. Simulation and experimental results are given to verify the system's efficiency.