基于MPPT技术的光伏充放电系统设计

本文对最大功率点跟踪技术进行深入的研究,根据其输出的非线性关系选择一个最大功率点跟踪的方法,从而设计了一款基于MPPT(Maximum Power Point Tracking)技术的光伏充电系统,对提高能源的利用率具有非常重要的意义。本论文设计主要由光伏电池模型、DC/DC控制器、MPPT控制器、蓄电池、四部分组成。结合DC/DC变换器对常用MPPT算法进行仿真。本文DC/DC控制电路选择前级升压后级降压的电路对蓄电池进行控制,然后在MATLAB-Simulink建立光伏电池仿真模型,进行实验测试证明本设计的合理性,满足设计需求。     

LLC谐振变换器在光伏发电系统中的应用

光伏发电系统常采用多级变换结构,前级采用DC/DC变换器实现MPPT和电压变换,后级完成并网电压控制。该结构可实现对每个光伏组件的控制,具有较高的效率和可靠性,控制实现也相对简单。然而光伏组件电压一般为20~35 V,220 V单相并网逆变器输入直流电压一般为400 V,要求DC/DC变换器具有较大的升压比。同时,由于光伏组件输出功率受环境影响很大,因此,要求该变换器应同时能适应较大的功率范围。     

基于改进的扰动观察光伏发电MPPT控制方法的仿真研究

为改进传统扰动观察法跟踪速度慢、稳定性差的问题,提出一种改进的扰动观察法。在光伏发电系统到达最大功率前,通过扰动步长与功率差成正比的方式进行扰动,当功率差大于所选阈值E时选择大步长快速到达最大功率点附近,当功率差小于阈值E时采用小步长进行跟踪扰动。利用Matlab/Simulink搭建光伏发电系统的最大功率点跟踪模型。仿真实验表明:到达最大功率点所需时间从传统扰动观察法的0.045s减少到0.03s左右。达到最大功率点后,震荡也比传统扰动观察法明显减小,避免过多的能量损失。     

基于LS-SVM的光伏最大功率跟踪控制方法

为解决自然环境剧烈变化条件下,传统光伏最大功率跟踪控制中存在的控制精度低和误跟踪现象,建立了基于最小二乘支持向量机的最大工作点电压预测模型,通过该模型预测光伏发电系统的最大工作点电压,并用预测电压来修正恒电压控制法的参考电压,从而实现光伏发电系统的最大功率跟踪控制。仿真结果表明预测模型具有较高的精度,相对误差在0.04以内,控制方法能够快速、稳定地实现光伏发电系统的最大功率跟踪,有效避免误跟踪现象。     

基于双并联Boost电路的功率预测改进电导增量法研究

光伏电池输出功率易受光照强度和外界温度的影响,需采用最大功率点跟踪电路,才能使光伏电池始终输出最大功率,是提高光伏电池效率的重要手段。本文通过分析比较传统电导增量方法,提出一种新型双并联Boost电路的功率预测改进电导增量法最大功率跟踪策略。利用Matlab/Simulink软件进行仿真建模与分析,表明本文所提出的方法跟踪速度更快、稳态性能更好、纹波系数更小,减小振荡的同时又能避免发生误判,可有效实现对太阳能发电系统输出特性的优化,对于光伏发电系统有重要的参考意义。     

光伏车顶对太阳能辅助客车的电增益性仿真

以光伏电池的工作原理与等效电路为研究基础,利用MATLAB软件对光伏电池的工程模型进行建模仿真,计算分析了影响功率变化的因素;研究了最大功率点跟踪,通过仿真模拟分析了最大功率跟踪效果.结果表明,该方法能够确保光伏电池以最大功率输出,提高了光伏系统的发电效率.计算对比了光伏电池的发电量与客车空调耗电量,补电量最高可达耗电...     

光伏系统并网运行仿真研究

根据光伏发电的原理和数学模型,设计一个由光伏组成的直流微网。光伏发电部分能够实现变步长最大功率跟踪,结合双向整流器提出G光伏直流微网并网的控制策略,并利用MATLAB仿真验证控制策略的可行性,为光伏发电技术的发展提供理论依据。     

农业光伏系统局部阴影条件下建模与MPPT控制研究

农业光伏发电系统在局部阴影条件下的输出功率呈现出多个极值点,传统的光伏模型难以快速准确反映这种变化,常规的MPPT算法易陷入局部极值而失效,极大的影响发电效率。针对上述问题,在光伏电池单二极管模型的基础上,分析局部阴影条件下带旁路二极管的光伏组件的功率输出过程,推导出复杂光照条件下光伏阵列的数学模型。提出一种改进PSO的MPPT优化方法用以精确跟踪光伏电池的最大功率点,将光伏阵列模型与BUCK变换器连接,进行仿真实验。结果表明,所提方法能够准确反映光伏阵列在局部阴影条件下的多极值输出特性,设定BUCK变换器开关频率为20 kHz时,在光伏阵列输出功率波动0.1 s后即能快速跟踪到最大功率点,为提高农业光伏发电效率和阵列优化布局提供有力支持。     

带MPPT的光伏水泵系统转子磁场定向矢星控制技术

针对节水灌溉用光伏水泵系统的应用特点,结合电压空间矢量PWM技术(SVPWM)和感应电机转子磁场定向矢量控制原理,设计了一种可驱动通用型潜水泵的光伏水泵新型变频调速系统.构建了比例积分控制转速外环和电流内环的双闭环控制结构,并利用电导增量法实现了光伏发电的最大功率点跟踪控制.仿真与实验结果表明系统具有较好的动态响应性能和带负载能力,验证了采用的系统结构和控制策略的有效性和可行性.     

光伏发电最大功率点跟踪控制研究与仿真

该文根据光伏发电系统的输出特性,详细总结和阐述了当前最大功率点跟踪控制的常用算法及其特点。同时,利用DIgSILENT仿真平台建立了基于扰动观测法的MPPT控制模型,并进行仿真分析。     

基于simcape的太阳能垃圾桶光伏发电特性研究

介绍了一种可视化程度高的simcape太阳能光伏电池仿真模型,用于分析太阳能垃圾桶的光伏发电特性。在模型中,为了提高模型精确度,采用了单二极管的非线性电流模型,并考虑了光电热耦合效应。研究表明I—V和P—V特性与实际测试相符,标况下的最大功率误差小于1%。为了使得光伏电池工作在最佳功率下,通过thin-plate样条插值法拟合了最佳功率点曲面。以贵阳某时段日照数据为例,仿真得出了变日照条件下的功率特性曲线,结果表明选取的光伏电池符合太阳能垃圾桶的正常功率需求。     

发展分布式电源 推进美丽乡村建设

分布式电源是一种分散配置在配电系统中的小规模发电系统,在推进美丽乡村建设中必将起到重要的作用。分析了户用风光互补系统建设的独立系统结构、并网系统结构、光伏发电并网的实现方式和并网控制系统、分布式电源运行监测系统、分布式光伏最大输出功率跟踪系统、分布式电源并网系统的电能质量问题、分布式电源与电网电源互补储热系统、分布式电源在农网应用实例等问题,指出发展分布式电源是推进美丽乡村建设的有效途径。     

小型风光互补发电系统的建模仿真

在传统的风光互补发电系统的基础上,建立基于直流母线的系统模型,利用Matlab分别搭建风力发电机、光伏阵列及直流斩波器模型.根据风能和太阳能发电系统最大功率跟踪控制基本原理,运用变步长扰动方法控制脉冲发生器的占空比,实现最大功率点的跟踪控制.稳态模型的建立可以评估预测所设计系统的各种性能,为建立实验平台和示范工程奠定基础.     

小功率光伏系统参数处理与人机界面设计

检测光伏并网系统的电气参数并以人机界面的形式显现,对于小功率光伏系统的应用具有一定的意义。具体介绍了小功率光伏系统的参数处理和人机界面设计,采用快速傅里叶变换(FFT)算法实现并网电流丁HD等电力参数的计算,并利用TMS320F2812的SCI模块与AT89S52进行串行通信,实现所测电力参数在液晶模块上的实时显示。实验结果证明了参数处理与人机界面设计的正确性。     

基于AVR单片机的全自动光伏水泵系统

为探究一种新型的自适应最大功率跟踪算法,提出了基于AVR单片机的光伏水泵系统控制结构.将遗传算法与占空比扰动观察法(P&O)相结合,根据遗传算法的原理计算推导出DC-AC变换器的占空比,可以实现快速搜索到光伏水泵系统的最大功率跟踪点,以克服外界环境的剧烈变化对控制器造成的干扰.通过Simulink环境下的仿真试验,验证了基于遗传算法实现的MPPT方法具有良好的自适应性以及稳定性.在光伏水泵系统的试验平台上进行相关的抽水试验,结果表明:建立于遗传算法进而实现MPPT算法而设计的系统,对于外界不断的气候变化,该光伏水泵系统都可以较好地应对,综合效率基本稳定在60%以上.所开发的系统可以实现对水泵负载的可靠控制,系统工作稳定,整体效率较高,为光伏水泵系统的优化控制提供了参考.     

光伏阵列MPPT控制方法的改进

在研究了光伏系统的最大功率跟踪(MPPT)方法:扰动观察法、电导增量法、恒压法的基础上,提出了一种分区域变步长的MPPT法。该方法对常规的跟踪方法进行了改进,同传统的方法比较,可以有效的缩短追踪时间,减少在最大功率点的振荡。仿真实验对该方法同传统方法对比分析,结果显示分区域变步长的MPPT法可以缩短寻优时间近2/3,并能有效减少功率点的振荡。     

基于增量电导法的光伏最大功率点跟踪研究

光伏元件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。在外部环境稳定的情况下,光伏元件存在唯一的最大功率输出点。本文提出了一种光伏发电系统最大功率点跟踪算法,在传感器精度保证的条件下,能够大大提高系统在光照变化的条件下的适应性。     

单相级联H桥光伏并网逆变器控制策略研究

为了更好利用太阳能源,光伏并网逆变器受到科研工作者的关注。本文建立了级联H桥光伏并网逆变器模型,分析了其并网控制策略,得出PCI控制器比PI控制器有较好的控制效果,建立了仿真模型,验证了PCI控制器作为交流量控制器可以消除稳态误差,实现并网电流与网侧电压的同相位并网。     

储能电站变流器设计与仿真研究

为了有效解决交流子网与直流子网间的功率传输,降低电流谐波,基于三相电压源型变流器及变流器的控制方法,在MATLAB R2018a环境下搭建了储能变流器的整体仿真模型。电路主要由三相电网、三相PWM变流器、Buck/Boost变换器和蓄电池构成。三相PWM变流器控制中间电压为稳定在700 V,实现能量由电网与直流母线的双向变换;Buck/Boost变换器实现双向DC/DC功能,对电池进行恒功率充电或恒功率放电;三相PWM变流器采用电压外环、电流内环双闭环PI控制,电网电压和电容电流前馈,电感电流解耦,SVPWM空间矢量调制;Buck/Boost变换器采用PID闭环控制。     

农业温室太阳能供电系统最大功率点跟踪算法设计

在温室中引入可再生能源,能够极大地促进温室的节能减排。针对温室室顶安装的太阳能电池板,可能出现的局部遮阴或光强分布不均而造成的光伏阵列失配及热斑现象等问题,采取了一种新型的两阶段光伏最大功率点跟踪(MPPT)控制方法。该方法将光伏系统产生的阻抗偏差以及偏差的变化率作为模糊控制的输入,输出量为下一时刻的占空比调整步长,从而控制负载大小,实现最大功率点的跟踪控制。此外,基于系统初次寻优时间、环境改变后的二次寻优时间,以及功率的振幅为MPPT的性能指标,在仿真环境和试验平台下对提出的控制方法进行分析对比,结果表明:所提出的模糊优化等效阻抗匹配法具有较快的寻优速度和较高的稳态精度。