粒子群算法与电导增量法的双级最大功率点跟踪控制

通过对光伏发电最大功率点跟踪系统的研究,提出了PSO与电导增量法的双级最大功率跟踪(MPPT)控制算法。该算法能很好地解决传统电导增量法在采用较大跟踪步长时跟踪精度差,采用较小跟踪步长时跟踪速度慢,动态跟踪过程中功率震荡大的问题。所提出的算法包含最优占空比预测和最大功率点跟踪两个阶段。最优占空比预测阶段采用改进的PSO算法搜索最大功率点附近的工作电流和工作电压,然后根据搜索到的电压和电流计算最大功率点附近的最优占空比,该阶段能解决传统的电导增量法在采用较小步长时存在的跟踪速度慢、功率震荡大等问题;在最大功率点跟踪阶段接收上一阶段所搜索到的最优占空比,当电导增量法所产生的占空比接近最优占空比时,采用电导增量法进行控制,否则采用上一环节的最优占空比进行控制。仿真实验结果表明,PSO与电导增量法的双级MPPT控制算法跟踪速度快,跟踪精度高,功率震荡小,能很好地实现最大功率点跟踪。     

光伏系统DC/DC变换器设计与仿真

本次研修主要针对整个光伏发电系统前端的DC/DC转换器部分进行研究、设计和仿真。此部分不仅要根据设计要求设计选择合理的占空比和元件参数,完成DC/DC变换,还需要考虑最大能量跟踪控制,以保证最大可能的利用能源,提高系统效率。     

基于占空比模糊控制的光伏发电系统MPPT技术

为了有效地利用太阳能,有必要对光伏发电系统进行最大功率点跟踪(MPPT)控制研究。文中以两级式光伏并网发电系统为研究对象,建立了任意外界环境下的光伏阵列数学模型。由于光伏阵列的非线性输出特性,将模糊控制思想引入最大功率点跟踪,提出占空比模糊控制的扰动观察法的MPPT控制策略,并通过计算机进行仿真验证。与传统的占空比扰动观察法相比较,该方法能够更加快速、准确地跟踪上太阳能电池的最大功率点。     

基于扰动观察法的MPPT控制优化策略

为了提高光伏发电系统的充电效率,系统控制器采用高性能低功耗的ATmega16单片机为核心,通过调节PWM波占空比实时改变Buck变换器的输出电压,采用扰动观察法的MPPT控制策略,实现对光伏发电系统最大功率点的跟踪。针对扰动观察法跟踪过程中可能由于快速扰动导致功率振荡和误判的问题,系统对MPPT算法进行优化,并通过友好的人机界面实时显示最大功率曲线图。测试结果表明,该方法能够保证光伏发电系统快速、稳定、精确地跟踪最大功率点,提高了充电效率。     

基于电流控制的光伏太阳能充电器系统研究

提出一种基于电流控制的最大功率点跟踪方法用于光伏太阳能充电器,以DC/DC变换器中的Boost电路作为开关充电器,系统由一个光伏电池模块、一个基于Boost变换器开关电池充电器和电池组成.采用光伏电池输出电流控制实现系统的最大功率点跟踪,调整占空比,从而使太阳电池阵列输出功率最大,以输出稳定的电压对蓄电池进行充电,可以提高蓄电池使用寿命,有效地提高独立光伏系统的综合效率,降低整个系统的成本.     

风光互补发电系统在地震监测设备中的应用研究

文章根据GM4型磁通门磁力仪的电气参数,设计了一套小型风光互补发现系统,并采用最大功率点跟踪技术对风力发电系统和太阳能发电系统进行控制,采用分段充电法和回差电压法对铅蓄电池的充放电进行控制,实践表明,该供电系统可靠性高,运行稳定。     

光伏发电系统最大功率点激光定位系统

传统光伏发电系统最大功率点定位精度较差,导致光伏发电系统的功率增益较差,为此提出基于激光点跟踪定位的光伏发电系统最大功率点激光定位方法。构建光伏发电系统的电路阻抗参数分析模型,通过滤波电感和滤波电容联合参数估计的方法,进行光伏发电系统最大功率控制和潮流逆流点跟踪控制,根据控制器参数和功率变化量跟踪定位进行功率突变诱发的激光点,采用激光点扫描方法进行光伏发电系统的受控源参数分析,建立光伏发电系统的端电压分析等效模型,通过光伏并网逆变稳态控制对光伏发电系统最大功率点进行控制,通过激光点定位方法,实现光伏发电系统最大功率点激光定位系统的优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行光伏发电系统最大功率点激光定位的精度可达99.96%,功率突变引发的电路过渡过程得到优化控制,提高了光伏发电系统的稳定性和输出增益。     

基于DSP28335的风光互补发电系统的优化设计

文中设计了以DSP28335为控制核心的风光互补智能发电控制系统。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来实现风光互补系统最大功率的跟踪,采用DSP28335芯片作为控制核心,通过对直流斩波电路的检测与控制来实现对系统最大功率的跟踪和总体控制,并通过系统仿真与实验验证了设计的合理性。     

小型永磁风力发电系统的集成控制策略

针对小型永磁同步风力发电系统,综合考虑风速、负载变化和蓄电池充放电特性的负载跟踪,充电控制策略及其最大风能捕获集成控制策略,通过调节升降压（Buck-Boost）变换器的占空比及使用卸荷负载相结合,来实现风力机最佳运行,就可以实现系统集成控制。     

微电网功率跟踪策略优化研究

针对微电网功率跟踪控制复杂、实时性差的问题,提出微电网系统负载功率跟踪与各分布式电源最大功率跟踪的分层控制策略。在构建含风力发电、光伏发电及蓄电池的风光储系统模型的基础上,针对电源层采用基于扰动观测法的最大功率跟踪,实现分布式电源的效率最大化;配电层采用基于直接功率控制的负载功率跟踪,保证系统功率平衡。研究结果表明,两种功率跟踪控制策略同时发挥作用,可以减少控制模块的工作量,缩短系统响应时间,优化了传统微网功率跟踪策略。     

小型风力发电系统蓄电池控制策略优化分析

文中对传统的风力发电控制器进行了分析,给出了小型风力发电系统中存在的几种能流模型。在此基础上,分析了风力发电系统中蓄电池管理的优化方式,并提出了一种优化的风力发电控制器设计方法。     

水情遥测系统电源设计

文章介绍了一种供水情遥测系统使用的开关电源电路,利用脉宽调制的方法,将发电系统输出的直流信号变换成一个有可变占空比的方波信号,通过改变DC／DC变换电路的占空比,调节负载特性,从而将输出电压稳定在12V。试验证明：该电路稳定性好、输出电压精度较高并且能很快稳定,能较好地满足水情遥测系统供电需求。     

An efficient GWO MPPT for a PV system using impedance information acceleration

This paper presents a novel maximum power point tracking (MPPT) method based on the grey wolf optimisation (GWO) technique for photovoltaic (PV) power generation systems. The proposed method utilises previous working duty cycles and their corresponding voltage and current data to compute the instantaneous DC impedance of a PV string. To determine the peak power characteristics of any PV string, the impedance variation of that PV string is used as an efficient shading factor. This shading factor simplifies the calculation of the GWO-MPPT algorithm to obtain multiple peak targets under partial shading conditions. Thus, the efficiency of the proposed power tracking technique can be improved considerably. The effectiveness of this method was validated through both simulation and hardware implementations. Results revealed that the search performance of five iterations of the proposed method was similar to that of ten iterations of a traditional GWO-MPPT method under normal conditions without shading. These results confirm the practicability of the proposed method in various applications.     

基于占空比的无电流传感器最大功率点跟踪系统

为了降低能量收集系统的功率损耗,提出了一种基于占空比的无电流传感器最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）系统。传统的MPPT方法需要进行直流测量或开路电压测量,本文提出的算法利用滞后切换信息预估发电机的输出功率,可以实现保持最大功率提取,无需进行直流测量。采用MSP430微控制器进行了实现,并调整MPPT算法以适合热电发电机的特性。滞后电压调节器能够将热电发电机输出电压维持在参考电平上,因此可以根据给定的温度条件下提取最大功率。实验分析结果表明,提出的MPPT能量收集系统结构简单、成本较低、功率损耗低,且适用于各类小规模可持续发电。     

降压型DC/DC开关电源中的电压前馈技术

介绍了一种应用于降压型DC/DC开关电源的电压前馈技术,通过调整内部三角波的中心电压,使PWM信号占空比跟随输入电源电压快速改变。该技术能有效抑制输入电源电压变化对输出电压的影响,增强输出电压的稳定性。     

混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。     

Multiterminal LVDC system for optimal acquisition of power inwind-farm using induction generators

Optimal wind-power acquisition requires automatic tracking of the optimum wind-turbine speed for the prevailing wind velocity. As the wind velocity keeps changing with time so the wind-turbine must keep adjusting its speed. In a wind-farm, the wind velocities depend on the locations of the wind-turbines, each of which has its optimal turbine speed at any given time. With an eye to costs, the wind-farm of this paper is conceived as operating with cheap induction generators driven by variable-speed wind-turbines, without the expense of speed governors. This paper shows that the voltage-source converters of low voltage direct current (LVDC) transmission systems (which are now commercially available) can be tailored as speed-sensorless drives of the wind-turbine induction generators, while meeting the objective of optimal wind-power acquisition. The LVDC system aggregates the power of many wind-turbine induction-generator units into a DC grid. Then a DC voltage regulator inverts the collected power into a three-phase AC electric utility grid     

Multifunctional High‐Power Sources for Smart Contact Lenses

Powering an electrical contact lens is a significant challenge for wearable applications such as augmented reality displays and iontophoretic drug delivery to the eye. Here a hybrid power generation device is developed comprising a wireless power transfer system and a bioabsorbable metal–air primary battery, which provides a multifunctional direct current (DC) and/or alternating current (AC) output. The DC power is generated by Zn loop anode and a bilirubin oxidase (BOD) biocathode in an artificial tear. The Zn‐based loop anode is also used as the antenna of a wireless power transfer system that results in high power transfer efficiency of 17.6% at 13.56 MHz. The wireless‐powered AC voltage is boosted from 1.5 to 1.5 V + 0.5 V_pp by a DC offset, enabling red light‐emitting diode (LED) emission. Furthermore, the hybrid AC and DC offset voltages are boosted to 2.3 V + 0.5 V_pp by a capacitive booster circuit that provides blue LED emission. No hydrogen evolution or pH change is observed in the tear electrolyte. The present hybrid power source can potentially power wearable electronics in body fluids.     

一种软开关直流脉冲电源的研究

脉冲电源的形式和用途有多种,文章研究了一种软开关直流脉冲电源,主开关管可以实现零电流开通、零电压关断;输出脉冲电压波形工整,其占空比和频率的调节可以通过外围设定。仿真试验的结果验证了该直流脉冲电源的可行性。     

光伏发电系统直流侧绝缘阻抗检测的研究

介绍光伏发电系统及其检测电路,推导计算直流侧的绝缘阻抗,同时针对影响检测精度的几个关键问题进行详细分析和实验验证。结果表明,该检测电路及其方法能够准确检测发电系统直流侧对地绝缘阻值的大小,具有较高的工程应用价值。