光伏发电系统的MPPT控制策略研究

2024-01-17 08:52

本文主要是介绍光伏发电系统的MPPT控制策略研究,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

摘 要 

面对全球日趋严重的能源危机问题,可再生能源的开发和利用得到了人们的高度重 视。其中辐射到地球太阳能资源是十分富饶的,绿色清洁的太阳能不会危害我们的生存 环境,因而受到了人们的广泛利用。光伏发电作为当前利用太阳能的主要方式之一,得 到了不断的应用与发展。为了提高光伏发电系统的光电转换效率,需要系统实时的进行 最大功率点跟踪。 
在了解当前光伏发电技术背景、现状的基础上,对光伏发电系统做了简要的概述, 指出当前制约光伏发电产业发展的两个重要因素,即成本高和效率低。因此,需要寻找 一种合适的最大功率跟踪控制(MPPT)算法,不仅可以有效的提高系统的输出功率,还可 以降低单位面积的生产成本。然而全球大量燃烧化石能源带来的一系列环境问题,造成 了当前环境条件的恶劣变化,在一定程度上也影响到了光伏发电系统的高效稳定运行。 
在这种环境条件下,本文从光伏电池的工作原理出发,建立数学求解模型,分析光 照均一和局部阴影下光伏电池的输出特性,分别提出两种环境条件下的最大功率跟踪 (MPPT)控制算法,使系统能够时刻跟踪最大功率点,保证最大功率的输出。 
(1).光照均一条件下 
为了更大程度的提高光伏发电系统的输出功率,通过分析光伏电池的P-U特性曲 线,需要对光伏电池进行数学建模。然后在增量电导法的基础上,总结出了一种优化的 MPPT控制算法——微元步长自适应增量电导法。该算法需要引入一个变步长控制因子, 使系统以微元步长自适应跟踪最大功率点。在Matlab/Simulink环境下对该算法进行了仿 真验证,表明能够自适应的选择步长,并且在外界环境变化的情况下,该算法明显加快 了跟踪的速度,有效地减弱了系统在最大功率点(MPP)周围的振荡现象,使系统具有较 高的跟踪速度和精度。 
(2).局部阴影条件下 
为了防止局部阴影带来的热斑效应损害光伏电池,常常需要在光伏电池上并联若干 个旁路二极管。然而由于旁路二极管的作用,使系统输出的P-U特性曲线呈现出多个峰 值点,传统的单波峰MPPT算法容易受到局部峰值的影响,无法跟踪在最大功率点附近。 通过分析局部阴影下光伏电池的数学模型,提出了聚拢峰值扫描判别法。该算法通过控制系统分别从功率曲线的两端向中间依次扫描临近极值点的功率值,通过比较分析,当 两个极值点的功率相等时,这个点就是系统的最大功率点。经过仿真测试,该算法能够 有效的抵抗局部阴影效应,避开局部峰值点的干扰,并快速跟踪真正的最大功率点,明 显提高了输出功率。 
 
关键词:光伏发电,光照均一,局部阴影,MPPT 


ABSTRACT 

Facing the problem of increasingly serious global energy crisis,The solar energy resources is very rich  on earth,and green clean solar energy will not harm our environment,so it has been widely used by human.  Photovoltaic power generation is one of the main ways of using solar energy, and it has been continuously  applied and development. For the sake of improve the conversion efficiency of PV system, the system  needs to make a maximum power point tracking. 
Based on know the current background and status of photovoltaic technology, and make the  photovoltaic power generation system a brief overview. It points out two important factors that restrict the  development of PV industry, the high cost and low conversion efficiency. Therefore, we need to find a  suitable MPPT algorithm, which can improve the system's output power effectively,and reduce the cost of  production per unit area. However, the burning large amounts of fossil energy brings a series of  environmental problems to the global word, causing  the environment changes worse, and also affected  the photovoltaic power generation system's effective and stable operation in certain extent. 
In this situation, the paper from the working principle of photovoltaic cell, establishing the  mathematical model. Analysising the output characteristics of PV cells under illumination uniformity and  partial shade, putting forward two kinds of MPPT control algorithms, making the system  track the  maximum power point , and output the maximum power.  1. Under illumination uniformity conditions 
For improve the maximum output power of the photovoltaic power generation system, through  analysis the P-U curve of photovoltaic cells, and the mathematical modeling of PV array. On the basis of  the incremental conductance method, propose a new maximum power point tracking control algorithm, infinitesimal step size adaptive incremental conductance method. Which needs to introduce a variable step  size control factor , make the system track the maximum power point with infinitesimal step size adaptively.  By Matlab/Simulink environment simulation, when external environment changes, the new algorithm  reduces the time of maximum power tracking, and effectively suppress the oscillation of the system in the  maximum power point (MPP), make the system has high tracking speed and accuracy. 

2. Under partial shade conditions 
In order to prevent the hot spot effect which is caused by the local shadow to damage the photovoltaic  cell , the photovoltaic cells  need  some bypass diodes in parallel. However, due to the addition of bypass  diodes, the P-U characteristic curve of the system output shows multiple peak, traditional single peak  MPPT algorithm can fall into local peak so that it can not track the real maximum power point. By  analyzing the mathematical model of photovoltaic cells under partial shade, propose the gather peak  scanning discrimination method. The algorithm can control the system from both ends to the middle on  power curve to sequentially scanning every power value, through comparison and analysis, if the two  extreme point’s power is equal, then this point is the maximum power point. After the simulation test, the  algorithm can effectively resist the effects of partial shade, avoid the interference of local peak point, and  track the real maximum power point, improves the syetem's output power obviously. 
 
KEY WORDS:photovoltaic power generation,illumination uniformity,the local shadow,MPPT 

....................

这篇关于光伏发电系统的MPPT控制策略研究的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/615504

相关文章

不懂推荐算法也能设计推荐系统

本文以商业化应用推荐为例,告诉我们不懂推荐算法的产品,也能从产品侧出发, 设计出一款不错的推荐系统。 相信很多新手产品,看到算法二字,多是懵圈的。 什么排序算法、最短路径等都是相对传统的算法(注:传统是指科班出身的产品都会接触过)。但对于推荐算法,多数产品对着网上搜到的资源,都会无从下手。特别当某些推荐算法 和 “AI”扯上关系后,更是加大了理解的难度。 但,不了解推荐算法,就无法做推荐系

基于人工智能的图像分类系统

目录 引言项目背景环境准备 硬件要求软件安装与配置系统设计 系统架构关键技术代码示例 数据预处理模型训练模型预测应用场景结论 1. 引言 图像分类是计算机视觉中的一个重要任务,目标是自动识别图像中的对象类别。通过卷积神经网络(CNN)等深度学习技术,我们可以构建高效的图像分类系统,广泛应用于自动驾驶、医疗影像诊断、监控分析等领域。本文将介绍如何构建一个基于人工智能的图像分类系统,包括环境

水位雨量在线监测系统概述及应用介绍

在当今社会,随着科技的飞速发展,各种智能监测系统已成为保障公共安全、促进资源管理和环境保护的重要工具。其中,水位雨量在线监测系统作为自然灾害预警、水资源管理及水利工程运行的关键技术,其重要性不言而喻。 一、水位雨量在线监测系统的基本原理 水位雨量在线监测系统主要由数据采集单元、数据传输网络、数据处理中心及用户终端四大部分构成,形成了一个完整的闭环系统。 数据采集单元:这是系统的“眼睛”,

嵌入式QT开发:构建高效智能的嵌入式系统

摘要: 本文深入探讨了嵌入式 QT 相关的各个方面。从 QT 框架的基础架构和核心概念出发,详细阐述了其在嵌入式环境中的优势与特点。文中分析了嵌入式 QT 的开发环境搭建过程,包括交叉编译工具链的配置等关键步骤。进一步探讨了嵌入式 QT 的界面设计与开发,涵盖了从基本控件的使用到复杂界面布局的构建。同时也深入研究了信号与槽机制在嵌入式系统中的应用,以及嵌入式 QT 与硬件设备的交互,包括输入输出设

JAVA智听未来一站式有声阅读平台听书系统小程序源码

智听未来,一站式有声阅读平台听书系统 🌟 开篇:遇见未来,从“智听”开始 在这个快节奏的时代,你是否渴望在忙碌的间隙,找到一片属于自己的宁静角落?是否梦想着能随时随地,沉浸在知识的海洋,或是故事的奇幻世界里?今天,就让我带你一起探索“智听未来”——这一站式有声阅读平台听书系统,它正悄悄改变着我们的阅读方式,让未来触手可及! 📚 第一站:海量资源,应有尽有 走进“智听

【区块链 + 人才服务】可信教育区块链治理系统 | FISCO BCOS应用案例

伴随着区块链技术的不断完善,其在教育信息化中的应用也在持续发展。利用区块链数据共识、不可篡改的特性, 将与教育相关的数据要素在区块链上进行存证确权,在确保数据可信的前提下,促进教育的公平、透明、开放,为教育教学质量提升赋能,实现教育数据的安全共享、高等教育体系的智慧治理。 可信教育区块链治理系统的顶层治理架构由教育部、高校、企业、学生等多方角色共同参与建设、维护,支撑教育资源共享、教学质量评估、

软考系统规划与管理师考试证书含金量高吗?

2024年软考系统规划与管理师考试报名时间节点: 报名时间:2024年上半年软考将于3月中旬陆续开始报名 考试时间:上半年5月25日到28日,下半年11月9日到12日 分数线:所有科目成绩均须达到45分以上(包括45分)方可通过考试 成绩查询:可在“中国计算机技术职业资格网”上查询软考成绩 出成绩时间:预计在11月左右 证书领取时间:一般在考试成绩公布后3~4个月,各地领取时间有所不同

系统架构师考试学习笔记第三篇——架构设计高级知识(20)通信系统架构设计理论与实践

本章知识考点:         第20课时主要学习通信系统架构设计的理论和工作中的实践。根据新版考试大纲,本课时知识点会涉及案例分析题(25分),而在历年考试中,案例题对该部分内容的考查并不多,虽在综合知识选择题目中经常考查,但分值也不高。本课时内容侧重于对知识点的记忆和理解,按照以往的出题规律,通信系统架构设计基础知识点多来源于教材内的基础网络设备、网络架构和教材外最新时事热点技术。本课时知识

计算机毕业设计 大学志愿填报系统 Java+SpringBoot+Vue 前后端分离 文档报告 代码讲解 安装调试

🍊作者:计算机编程-吉哥 🍊简介:专业从事JavaWeb程序开发,微信小程序开发,定制化项目、 源码、代码讲解、文档撰写、ppt制作。做自己喜欢的事,生活就是快乐的。 🍊心愿:点赞 👍 收藏 ⭐评论 📝 🍅 文末获取源码联系 👇🏻 精彩专栏推荐订阅 👇🏻 不然下次找不到哟~Java毕业设计项目~热门选题推荐《1000套》 目录 1.技术选型 2.开发工具 3.功能

基于 YOLOv5 的积水检测系统:打造高效智能的智慧城市应用

在城市发展中,积水问题日益严重,特别是在大雨过后,积水往往会影响交通甚至威胁人们的安全。通过现代计算机视觉技术,我们能够智能化地检测和识别积水区域,减少潜在危险。本文将介绍如何使用 YOLOv5 和 PyQt5 搭建一个积水检测系统,结合深度学习和直观的图形界面,为用户提供高效的解决方案。 源码地址: PyQt5+YoloV5 实现积水检测系统 预览: 项目背景