太阳能电池MPPT建模
太阳能光伏发电系统的建模与仿真

太阳能光伏发电系统的建模与仿真随着全球环境保护意识不断增强,可再生能源的开发和应用变得越来越重要。
光伏发电作为一种利用太阳能直接转化为电能的方式,自然也备受关注。
在建设光伏发电场之前,我们可以使用建模与仿真技术,来帮助我们设计和优化光伏发电系统。
本文将会探讨太阳能光伏发电系统的建模与仿真方法。
一、建模方法建模是建立光伏发电系统物理模型的过程。
通过物理模型,我们可以了解系统内部的运作原理,优化系统的结构和技术参数以提高光伏发电效率。
在建模的过程中,可以采用两种方法:自顶向下和自下向上。
1.1 自顶向下自顶向下的建模法是由顶层向底层逐步分解,形成一整个系统的过程。
这种方法首先从整个光伏发电系统的总体设计出发,接着将系统分成不同的模块,最后分解到每个模块的细节设计。
在自顶向下的建模中,主要包括以下步骤:1) 确定建模目标和范围;2) 建立系统层次结构,确定系统的模块划分;3) 定义每个模块的详细参数,建立物理模型;4) 分析系统的总体性能,进行优化。
1.2 自下向上自下向上的建模法是由底层向顶层逐步合并,形成一整个系统的过程。
这种方法首先从每个部件的设计出发,接着将每个部件合并到模块,最后合并到整个系统。
在自下向上的建模中,主要包括以下步骤:1) 确定每个部件的设计参数;2) 将每个部件的设计合并到对应的模块中;3) 将所有模块合并,建立完整的系统模型;4) 分析系统的总体性能,进行优化。
二、仿真方法仿真是利用计算机模拟物理过程的一种方法。
通过仿真,我们可以模拟光伏发电系统在不同条件下的运行状态,优化光伏组件和逆变器的参数,评估发电量和电网接口的稳定性。
2.1 光伏组件的仿真光伏组件是光伏发电系统的核心部件。
在光伏组件的设计和仿真中,主要考虑以下因素:1) 光照强度和角度对光伏输出电能的影响;2) 温度对光伏输出电能的影响;3) 光伏单元的组合方式和布局对系统性能的影响。
对于光伏组件的仿真,可以采用软件模拟和硬件实验相结合的方式。
基于光伏电池数学模型的改进MPPT数值控制方法

Ab t a t T i p p r ito u e n i r v d n me c l o t lme h d f rMP T, ami g a ov n h rb e f s r c : hs a e n rd c d a mp o e u r a n r t o o P i c o i n ts li g t e p lms o o
rd ai , tmp r t r n t e a u a a tr , a c mp n e y q a r t n ep l t n t t c h x mu p we a it o e ea u e a d oh r n t r lfco s c o a id b u d a i i tr oai o r k t e ma i m o r c o a p i t U i g Malb S mu i k t o u l MP T c n rlmo e rP y tm ,t e r s l n ia e t a h rp s d on . sn t / i l o lt b i P o t d lf V s se a n o t o o h e u t id c t h tt e p o o e s meh d c n t c h P ef ciey.a d h s g o c u a y a d sa i t. t o a r k te MP f t l a e v n a o d a c r c n tb l y i
An i p o e u e ia o t o e h d f r M PPT m r v d n m r c lc n r lm t o o
b sd o a e n PV a h m a i a o e s m t e tc lm d l
W ANG L -ig Z i n , HANG Ja —h n p inc e g ( et f lc cE g er g ot hn l tcPw r n esy adn 7 0 3 hn ) D p.o et ni ei ,N r C iaEe r o e i r t,B o i 0 10 ,C ia E r i n n h c i U v i g
MPPT原理

MPPT原理导读:本文主要讲述的是MPPT原理,有兴趣的童鞋们快来学习一下吧~~~很涨姿势的哦~~~1.MPPT原理--简介MPPT,全称为Maximum Power Point Tracking,即最大功点跟踪,它是一种通过调节电气模块的工作状态,使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中,可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电,而不产生环境污染。
2.MPPT原理MPPT控制器原理:首先要检测主回路直流电压以及输出电流,然后计算出太阳能阵列的输出功率,最终实现对最大功率点的追踪。
下图为实际应用扰动与观察法来实现最大功率点追踪的示意图。
如图所示,串连在一起的扰动电阻R和MOSFET,在输出电压基本稳定的情况下,然后通过改变MOSFET的占空比,来改变通过电阻的平均电流,因此产生了电流的扰动。
同时也会影响光伏电池的输出电流、电压,通过测量此时的变化,以决定下一周期的扰动方向。
如果扰动方向正确时,太阳能光能板输出功率增加,下周期继续朝同一方向扰动,反之,朝反方向扰动,如此反复,使太阳能光电板输出达最大功率点。
3.MPPT原理--为什么要使用MPPT?太阳能电池组件的性能可以用U-I曲线来表示。
电池组件的瞬时输出功率(U*I)就在这条U-I曲线上移动。
电池组件的输出要受到外电路的影响。
最大功率跟踪技术就是利用电力电子器件配合适当的软件,使电池组件始终输出最大功率。
如果没有最大功率跟踪技术,电池组件的输出功率就不能够在任何情况下都达到最佳(大)值,这样就降低了太阳能电池组件的利用率。
拓展阅读:1.基于数字信号控制器和DC/DC转换器的MPPT控制介绍2.实现并网电压跟踪及MPPT的电流跟踪控制方案3.一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析关键词: MPPTMPPT原理加入微信获取电子行业最新资讯搜索微信公众号:电子产品世界或用微信扫描左侧二维码。
基于模型参考电导增量法的光伏电池MPPT控制

最大功率点跟踪控制 。通过 建立光伏 电池的数 学模 型 ,对光伏 电池的输 出特性 进行 了分析。分析 了太 阳
能光伏 阵列在 不同外界环境 的输 出特性和 几种传统 的最 大功 率跟 踪方 法的优 缺点 ,并且仿 真验证 了电导
增量 法的优 点和缺 点。在此基础上提 出了一种基 于模 型参考 的电导增量法 。当光 照强度和 温度发 生快速
大 功 率 跟 踪 ,但 针 对 光 照 和 温 度 在 短 时 间 内 变 化
幅 度 较 大 时 ,很 难 同 时 满 足 跟 踪 精 度 和 速 度 。 本 文 针 对 电导 增 量 法 跟 踪 速 度 上 的 不 足 ,提 出 了
图 1 光 伏 电 池 的 等 效 电 路
Fi g . 1 Eq ui v al e nt c i r c ui t of p hot o v ol t a i c c e l l
变化 时, 系统通过获得仿真模型在 当前光 照和 温度 的最大功率 点电压 ,利用 电导增量 法在 此 电压 附近寻
找 实际的最大功率点电压。仿真 结果表 明,和传统 的电导增量 法相 比 , 该 方案 能够在外界 环境发 生 变化
时快速跟踪 太阳能电池的最大功 率点 ,有 效提 高了最大功 率点的跟踪精度 ,具有 良好的动 态和稳 态性能 。
太 阳能光 伏 发 电 技 术 是 利 用 太 阳 能 电池 半 导 1 . 1 硅 光伏 电池 的等 效 电路模 型
体 材 料 的 光 伏 效 应 ,将 太 阳 光 辐 射 能 直 接 转 换 为
光伏 电池 的 等 效 电路 如 图 1所 示 。 相 当 于 一
电能 的 一种 新 型发 电技 术 。太 阳能 辐 射 能 量 丰 富 , 个 电流 为 , n h 的恒 流 源 与 一 只 正 向二 极 管 并 联 。流
关于光伏阵列的MPPT算法综述

关于光伏阵列的MPPT算法综述陈科范兴明黎珏强韦颖龙桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004摘要:针对光伏电池非线性输出特性存在最大功率输出的问题,只有实现最大功率点的跟踪(MPPT)才能提高太阳能电池的效率。
分析了最大功率点跟踪的常用方法,即恒定电压控制法、扰动观测法、导纳增量法、功率回授法以及模糊控制法等,并对几种常见的MPPT方法进行比较和分析,为实现光伏并网控制器中重要环节的设计与实现提供参考。
光伏阵列;最大功率点跟踪;算法分析;光伏并网TM83A1673-808X(2011)05-0386-05Review of the MPPT algorithms of photovoltaic array Chen Ke Fan Xingming Li Jueqiang Wei Yinglong 2011-08-29国家自然科学基金(51067002)范兴明(1978-),男,山东德州人,副教授,博士,研究方向为智能化电器、高电压新技术及应用。
E-mail:42053037@qq. com 在光伏3点比较应用中@@[1]刘辉,吴麟章,江小涛,等.太阳能电池最大功率跟踪技术研究 [J].武汉科技学院学报,2005,18(8):12-15.@@[2]王庆章,赵庚申,许盛之,等.光伏发电系统最大功率点跟踪控制 方法研究[J].南开大学学报:自然科学版,2005,38(6):74-79.@@[3]杨化鹏,薛媛,王云丽,等.新型光伏系统最大功率跟踪算法的研 究[J].西北水力发电,2006,22(4):2-3.@@[4]雷元超,陈春根,沈骏,等.光伏电源最大功率点跟踪控制方法研 究[J].电工电能新技术,2004,23(3):76-80.@@[5]周林,武剑,栗秋华,等.光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述 [J].高电压技术,2008,34(6):1145-1154.@@[6]司传涛,周林,张有玉,等.光伏阵列输出特性与MPPT控制仿 真研究[J].华北电力学报,2010,38(2):285-288.@@[7]周德佳,赵争鸣,吴理博,等.基于仿真模型的太阳能光伏阵列特 性的分析[J].清华大学学报:自然科学版,2007,47(7):1109- 1117.@@[8] TAFTICHT T, AGBOSSOU K, DOUMBIA M, et al. An im proved maximum power point tracking method for photovoltaic systems [J]. Renewable Energy,2008,33(7) : 1508-1516.@@[9]崔岩,蔡炳煌,李大勇,等.太阳能光伏系统MPPT控制算法的 对比研究[J].太阳能学报,2006,27(6):535-539.@@[10]徐鹏威,刘飞,刘邦银,等.几种光伏系统MPPT方法的分析比 较及改进[J].电力电子技术,2007,41(5):3-5.@@[11] HOHM D P, ROPP M E. Comparative study of maximum power point tracking algorithms using an experimental, pro grammable, maximum power point tracking test bed[C]// IEEE 28th Photovoltaic Specialists Conference. Anchorage, USA: [s. n], 2000: 1699-1702.@@[12]杨帆,彭宏伟,胡为兵.DC-DC转换电路在光伏发电MPPT中 的应用[J].武汉工程大学学报,2008,30(3):104-117.@@[13] Hua Chichiang,Shen Chiming. Study of maximum power track ing techniques and control of DC/DC converters for photovolta ic power system [C]//Power Electronics Specialists Confer ence, PESC 98 Record. 29th Annual IEEE. Fukuoka,Japan: [s. n], 1998:86-93.@@[14]刘莉,张彦敏.一种扰动观察法在光伏发电MPPT中的应用 [J].电源技术研究与设计,2010,34(2):186-188.@@[15]龙腾飞,丁宣浩,蔡如花.太阳电池最大功率点跟踪的三点比较 理论法分析[J].大众科技,2007(96):48-74.@@[16]张超,何湘宁.短路电流结合扰动观察法在光伏发电最大功率 点跟踪控制中的应用[J].中国电机工程学报,2006,26(20): 98-102.@@[17]朱炜峰,张宇样,王文静.采用滞环比较法实现太阳能电池的最 大功率追踪[J].现代电子技术,2006(14):27-28.@@[18]叶满园,官二勇,宋平岗.基于最优梯度法MPPT的三相光伏 并网逆变器[J].电力电子技术,2006,40(2) :33-75.@@[19]陈广华,杨海柱.基于模糊控制的光伏系统MPPT[J].电气技 术,2010(5):37-40.@@[20] YE Y, KAZERANI M, QUINTANA V H. A novel modeling and control method for three-phase pwm converters[C]//Pow er Electronics Specialists Conference, PESC. 2001 IEEE 32nd Annual. Vancouver, Canada: [s. n], 2001 : 102-107.@@[21] KIMTY ,AHN HG, PARKS, et al. Anovel maximum power point tracking control for photovoltaic power system un der rapidly changing solar radiation[C]//Industrial Electron ics, ISIE 2001. IEEE International Symposium. Pusan,Korea: [s. n] ,2001 : 1011-1014.。
光伏系统中的MPPT算法研究

光伏系统中的MPPT算法研究本文提出了恒定电压法与变步长的滞环比较法相结合的MPPT新算法。
该算法有效地克服了传统MPPT算法中存在的振荡和误判现象,同时兼顾到跟踪速度和精度的要求。
标签:MPPT;恒定电压法;滞环比较法;Matlab/Similink0 引言本文根据光伏电池输出特性与光照度和温度的关系,建立了基于Boost电路的MPPT仿真模型,在分析恒定电压法和常规扰动观察法的优缺点基础上,对扰动观察法进行了改进,提出了一种将恒定电压法发和变步长滞环比较法相结合的MPPT控制新算法。
2 MPPT算法的提出2.1 恒定电压法根据1.2中的P-U特性曲线,在辐射度大于一定值并且温度变化不大时,光伏电池的输出P-U曲线上的最大功率点几乎分布于一条垂直直线的两侧附近。
因此,若能将光伏电池输出电压控制在其最大功率点附近的某一定电压处,光伏电池将获得近似的最大功率输出,这种MPPT控制称为恒定电压法[1-2]。
由上所述,可以认为光伏阵列的最大功率点电压近似为恒定电压,即:(1)其中,系数k的取值取决于光伏电池的特性,一般k的取值大约在0.8左右。
恒定电压法是一种开环的MPPT算法,其控制简单迅速,但由于其忽略了温度对光伏电池输出电压的影响,因此温差越大,恒电压跟踪法跟踪最大功率点的误差也就越大。
2.2 变步长的滞环比较法扰动观察法是采用两点进行比较,即现在的工作点与扰动前的工作点进行比较,根据功率的变化方向决定电压的扰动方向,除造成较多的扰动损失外,还可能出现误判。
变步长的滞环比较法可在日照强度快速变化时不跟随移动工作点,而是等到日照强度比较稳定后再跟踪到最大功率点,减少了扰动损失[3]。
变步长滞环比较法的基本工作原理为:假设A点为当前工作点且未发生误判,以A点为中心,左右各取一点形成滞环,依据判定的扰动方向扰动至B点,再反向两个步长扰动至C点,如果C、A、B的功率测量值依次为、、,三点的电压为、、,且满足:、。
光伏发电系统MPPT研究与仿真

光伏发电系统MPPT研究与仿真作者:赵春柳来源:《电脑知识与技术》2016年第29期摘要:光伏电池的利用率一般受辐照度、温度等因素的影响,在光伏发电系统中,为寻求光伏电池的最优工作状态,都采用最大功率点跟踪(MPPT)技术。
本文以常用的定电压跟踪法(CVT)、扰动观测法(P&O)和电导增量法(INC)为研究对象,搭建PSIM仿真电路,Visual C++生成的DLL实现相关MPPT算法。
通过在辐照度、温度变化下的PV系统三种MPPT算法功率跟踪效率的仿真结果,分析三种MPPT技术的有效性和优缺点。
分析结论对光伏发电系统选择MPPT算法具有指导意义。
关键词:MPPT;定电压跟踪法;扰动观测法;电导增量法中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)29-0257-03当今世界正迅速地从工业化社会向低碳社会转化,能源利用正向可持续发展方向转变,因此发展绿色能源成为趋势。
太阳能光伏发电由于其可再生性、清洁性等特点,正在发展为全世界绿色能源组成中的重要部分。
最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking,MPPT)技术是光伏发电高效利用的关键技术之一,同时MPPT技术是光伏发电系统中的一个通用综合性技术,涉及光伏阵列建模、优化技术、电力电子变换技术及现代控制技术等。
因此,在光伏发电系统中,普遍采用MPPT技术,以求高效利用太阳能。
1变换器主电路为了便于比较各种MPPT算法的优缺点,本文建立统一的光伏发电系统模型,如图1所示,采用Boost变换器、电阻性负载。
为了便于分析几种MPPT算法最大功率跟踪的效率,Boost变换器中器件均采用理想器件。
2光伏系统的最大功率点跟踪技术2.1定电压跟踪法定电压跟踪(Constant Voltage Tracking,CVT)法是最早出现的光伏功率输出控制算法。
在辐照度大于一定值并且温度变化不大时,光伏电池的输出最大功率时其输出电压在某一值附近,只要控制光伏电池输出电压在该电压处,即可控制太阳能电池板输出最大功率。
光伏发电中MPPT控制算法的专利技术分析

光伏发电中MPPT控制算法的专利技术分析光伏发电是一种利用太阳光能发电的技术。
光伏发电中的最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)是提高太阳能电池和带式光伏发电系统效率的关键技术之一。
目前,MPPT控制算法已经取得了很多进展,并在行业中得到了广泛应用。
以下是一些关于MPPT技术的专利技术分析,以及这些技术能够提供的潜在优势。
1. 基于视觉检测的移动太阳能板最大功率点追踪算法专利技术该算法通过对太阳能板反射到视觉系统的光线进行处理,实现了自动识别太阳能板位置和运动的目标。
该技术利用图像处理技术来跟踪太阳能板的位置变化,从而使太阳能板保持在最大功率点。
2. 智能感知网络下的太阳能光电MPPT算法专利技术该技术使用智能感知网络系统来检测太阳光强度和电池片电压,进而预测太阳能光强度变化趋势和电池片工作状态。
该技术通过改变电池片的电流和电压来实现最大功率点追踪,从而提高太阳能电池效率。
3. 基于鲁棒控制的可逆变器MPPT算法专利技术该技术使用鲁棒控制算法来控制可逆变器,改变太阳能电池的输出电压和电流,从而自动实现最大功率点追踪。
该技术具有极高的稳定性和精度,适用于对太阳能电池输出要求较高的场合。
该技术采用基于微处理器的数字信号处理技术,通过对光伏电池的电压和电流进行采样和处理,实现最大功率点追踪。
此外,该技术还可以选择最佳的光伏电池模型,以确保光伏电池的输出能够达到最大功率点。
MPPT控制算法的潜在优势通过采用MPPT控制算法,可以实现光伏发电系统的最大功率点追踪,从而提高太阳能电池效率,增加光伏发电系统的发电量和收益。
此外,MPPT控制算法还可以自动调节光伏发电系统的电流和电压,从而确保光伏电池在不同光照条件下都能输出最大功率点,减少因天气变化引起的系统失效,提高系统的稳定性和可靠性。
总结MPPT控制算法是光伏发电系统的核心技术之一,目前已经有很多成熟的MPPT控制算法技术。