当前位置:首页 > 电源 > 电源-能源动力
[导读]随着全球能源紧张问题的日益严重,再生能源正得到越来越广泛的应用。近年来,光伏能源以其具有无污染,可长期使用等优点,得到了很大的发展。一般光伏系统都希望光伏电池阵

随着全球能源紧张问题的日益严重,再生能源正得到越来越广泛的应用。近年来,光伏能源以其具有无污染,可长期使用等优点,得到了很大的发展。一般光伏系统都希望光伏电池阵列在同样日照、温度的条件下输出尽可能多的电能,即在理论上和实践上提出了光伏电池阵列的最大功率点跟踪(Maximum Power。Point Tracking,MPPT)问题。光伏并网发电系统中由于阵列的功率等级一般较大,因此MPPT问题显得尤为重要。故利用智能控制方法上的智能性、自适应性来对非线性的太阳能光伏发电系统进行控制,无疑是一个很好的选择。

光伏电池的最大功率点

 

从图1中可以看出,在一定的光照强度与温度下,光伏电池输出曲线上都可以找到一个最大的功率输出点Pm,如果可以使光伏电池时工作在最大功率点,就可以极大地提升光伏电池的效率,故应寻找其最大功率点,即寻优。

MPPT控制的原理与设计

MPPT控制的原理实质上是一个动态自寻优过程,通过对光伏电池当前输出电压与电流的检测,得到当前电池输出功率,将其与前一时刻功率相比较,然后根据功率与占空比的关系,改变占空比,使其向最大功率点不断靠近,如此反复,直至达到最大点附近的一个极小区域内。当外界光照强度与温度发生明显改变时,系统会进行再次寻优。

 

从图2可知,改变脉宽调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)的占空比D,实质上是改变了光伏电池的负载。也即使光伏电池的输出功率点发生改变,从而达到寻找最大功率点的目的。

光伏电池的负载RL与负载R和占空比D的关系式为:

RL=R/D

MPPT控制器通过调整PWwM信号的占空比D,来改变光伏电池的负载,从而实现阻抗匹配的功能。因而,占空比D的大小决定了光伏电池输出功率P的大小,一般光伏逆变器的P-D关系如图3所示。

 

国内外的一些光伏发电系统对光伏电池的最大功率跟踪控制,一般提出过多种方法,如定电压跟踪法、扰动观察法、功率回授法和增量电导法等,这些算法的不足在于:未说清从一个最大功率点怎样跟踪到下一个最大功率点;计算量很大,实现较困难;控制精度差,受外在影响大。本文提出的设计方案进行最大功率点跟踪,可弥补以上不足之处。

模糊控制器设计

在光伏并网发电系统中,使用模糊逻辑对系统的输入和输出进行设计,可以得出一系列控制规则,可以由微机十分简明地实现。

确定模糊控制器的结构

MPPT控制设计,其关键是模糊控制器的设计。选用双输入单输出模糊控制器,模糊控制器的第n时刻输入量,为第n时刻的功率变化量△P(n)和功率变化率;第n时刻的输出量为第n+1时刻的占空比改变量△D(n+1),大小在[0,1]间变化。其中功率变化量△P(n)=P(n)-P(n-1),功率变化率用△P(n)/△D(n)代替计算。

确定输入、输出量模糊子集及论域

△P(n)的模糊集为E,△P(n)/△D(n)的模糊集为EC,△D(n)的模糊集为U。

将语言变量E和U,定义为7个模糊子集,EC定义为6个模糊子集,即:

 

其中:NB,NM,NS,NO,ZO,PO,PS,PM,PB分别表示负大,负中,负小,负零,零,正零正小,正中,正大等模糊概念。将E,U的论域规定为15个等级,将EC的论域规定为12个等级,即:

 

确定模糊控制规则

根据功率值的变化量,来决定这一时刻的占空比改变量。通过对光伏电池输出功率P与占空比D之间的特性曲线分析,并且考虑到外界环境因素(温度、日照强度)对光伏电池输出功率的影响得到以下原则:

(1)若输出功率增加,则继续原来改变量调整方向,否则取相反方向;

(2)离最大功率点较远处,采用较大改变量以加快跟踪速度;离最大功率点附近,采用较小改变量进行搜索以减小搜索损失;

(3)当达到以最大功率点为中心的极小的ZO区域时,系统稳定下来,直至外界环境再次发生明显变化

(4)当温度、日照强度等因素发生变化导致光伏电池输出功率发生明显变化时,系统能够作出快速的反应,进行再次寻优。[!--empirenews.page--]

解模糊方法与仿真

模糊逻辑控制器仿真选择Mamdani型控制器,解模糊方法为重心法,其计算式为:

 

式中:u(Ai)为第i个模糊输出量的隶属度;A为第i个模糊输出量。

经过试验仿真,经过MPPT模糊控制占空比时,它能够迅速地跟踪到最大功率点。由此可得,模糊控制能够有效地克服光伏电池的非线性和时滞性,能够快速地跟踪到最大功率点, 并保持在此状态。

结语

仿真发现,将模糊逻辑控制应用于光伏电池最大功率点的跟踪不仅跟踪迅速,而且反应灵敏,且通过模糊控制表可以实现离线设计,节省了微机的内部存储空间,提高了工作速度。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭