基于改进型变步长扰动观察法的最大功率点跟踪策略
对改进扰动法实现MPPT最大功率点跟踪的研究

一
故 而 , 我 们 可 将 扰 动 步 长 设 置 为 N × 』 f , N 为 一 个 比 例 因 子 , 式 中 l l ~: 是 I d P l 在 固 定 步 长 的 状 态 下 , 伏电池等效电路图
, : ,1 一 ,2一 — U
4 改进 扰 动法
【 1 】 赵争鸣, 刘建政 , 孙晓瑛 , 袁立强 太阳能光伏发 电及其应用[ M 】 . 北
京: 科 学 出版 社 , 2 0 0 5 .
【 2 1 张弛. 张代润. 基于改进 的变步长光伏并 网系统 MP 控制策略研
法
,
孝 釜 曼 警 图 5 改 进 扰 动 法 在 光 照 时 的 功 率 曲 线 图
d U
U
何, 即可判断功率点相对于最大功率点的位置。 值为正时 , 需 要 增 加 电压 ; 负值时需减小 ; 当此 式 子 为 0时 , 表 示功率点即为最大功率点, 可保持电压不改变 。 , 电导增量法 , 相对扰动观察法容易在最大功率点附近震荡的缺 点, 能使系统稳定的工作在最大功率点处。但其对硬件条件 的要求 很高, 成本较昂贵 。
图 4 控 制 流程 图
2 扰动 观 察 法 的简 单介 绍 为实现 MP P T( Ma x i m u m P o w e r P o i n t T r a c k i n g 最大 功率点跟 踪) 功能 , 常 见方 法 为 : 恒定 电压 跟踪 法 、 扰 动观 察 法 和 电导增 量 法 。 因扰 动 观察 法 实 现 简单 , 适 合 于 低成 本 的小 功率 独 立 光 伏发 电 系统 , 故使用较广。 其方法为 : 每隔一段时间, 对系统 给予扰动, 增加 或 减小 电压 , 并 于扰 动 前 的 功率 值 进 行 比较 , 根 据 比较 的结 果 , 判断 下一次扰动的方 向为增加或减小。此种方式的缺点为 : 扰动步长难 以确 定 ; 且 在稳 态 时 , 盲 目给予 扰 动会 造 成 功率 的损 耗 ; 当光 照 强度 突变 的 时候 。 产 生误 判 的可能 性 也很 大 。 壮 实 现 了 最 大 功 率 点 的 跟 ~ 3 电导 增量 法 并根据 m a t l a b搭 建 模 型 进 行仿 真 , 验 证 可 以 较快 的扑 捉 到 最 大 电导增 量 法 , 通过 计 算 d P / d U 的值是 否 是 0 , 来 判 断是 否 取 得 最 踪 , 功率 点 , 取 得 了理 想 的结 果 。 大 功率 点 。 因 P = U I , 可知 , 我 们 只需 要 判 断 + 此 式 子 的 值 为 参 考 文 献
改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪算法

改进 扰动观 察法 的光伏 阵列 最大 功率点跟踪算 法 术
李 涛, 霍修坤 , 张道 忠, 张 伟 ( 安徽 大 学 电子 工程 学 院 , 安徽 合 肥 2 3 0 0 3 9 )
摘 要 :为 了 更 好 地 跟 踪 光 伏 阵 列 的 最 大 功 率 点 , 分 析 单 个 光 伏 电池 的 物 理 特 性 , 建 立 光 r t u r b a t i o n a n d
一 一
o b s e r v a t i o n me t h o d o f p h o t o v o h a i c a r r a y ma x i mu m p o we r p o i n t t r a c k i n g
i n d i f f e r e n t w o r k i n g c o n d i t i o n , We p r o p o s e a c h a n g i n g s t e p o p t i mi z i n g a l g o i r t h m b a s e d o n p e r t u r b a t i o n a n d o b s e r v a t i o n ( P & O)me t h o d
的 Ma t l a b仿 真 模 型 , 分 析 光 伏 阵列 随 光 照 温 度 不 同而 变 化 的 P — U、 U— I特 性 。 针 对 系统 在 工 作 工 况 发
生 变化 时跟 踪 情 况 的 不 同 , 对 传 统 的扰 动 观 察 法做 了 变 步长 的寻 优 算 法 , 并 结 合调 整 策略 搭 建 光 伏 系 统 最 大 功 率 点 跟 踪 的仿 真 实验 模 型 。结 果 表 明 该 算 法 可 以 快速 准确 地 跟 踪 最 大功 率 点 , 稳 态效 果好 ,
对改进扰动法实现MPPT最大功率点跟踪的研究

对改进扰动法实现MPPT最大功率点跟踪的研究光伏发电,因其输出特性的原因,有其唯一的最大功率点。
本文对常见扰动法对最大功率点进行跟踪的方法进行了改进,实验结果表明:该方法能够快速稳定的跟踪太阳能电池的最大功率点,提高太阳电池组件的工作效率。
标签:MPPT;改进扰动法;研究引言在资源紧张的今天,石油、煤炭等常用能源因其数量有限,且开采和使用会对环境造成影响,故而越来越被能够满足可持续发展需求的清洁能源所替代。
而其中,太阳能作为一种清洁能源,因其获取受地域和环境的影响较小,且易搭建,相对风能、水电、潮汐能等,可以实现单个家庭,或小范围使用需求,因此越来越受欢迎。
1 光伏电池的输出特性2 扰动观察法的简单介绍为实现MPPT(Maximum Power Point Tracking最大功率點跟踪)功能,常见方法为:恒定电压跟踪法、扰动观察法和电导增量法。
因扰动观察法实现简单,适合于低成本的小功率独立光伏发电系统,故使用较广。
其方法为:每隔一段时间,对系统给予扰动,增加或减小电压,并于扰动前的功率值进行比较,根据比较的结果,判断下一次扰动的方向为增加或减小。
此种方式的缺点为:扰动步长难以确定;且在稳态时,盲目给予扰动会造成功率的损耗;当光照强度突变的时候,产生误判的可能性也很大。
3 电导增量法值为正时,需要增加电压;负值时需减小;当此式子为0时,表示功率点即为最大功率点,可保持电压不改变。
电导增量法,相对扰动观察法容易在最大功率点附近震荡的缺点,能使系统稳定的工作在最大功率点处。
但其对硬件条件的要求很高,成本较昂贵。
4 改进扰动法由仿真结果可见,此模型可以快速的跟踪到最大功率点,突发状况时,在较短的时间即可进入到新的稳定状态,符合最大功率点跟踪的要求。
4 结束语本文尝试利用改进扰动法,实现了最大功率点的跟踪,并根据matlab搭建模型进行仿真,验证可以较快的扑捉到最大功率点,取得了理想的结果。
参考文献[1]赵争鸣,刘建政,孙晓瑛,袁立强太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,2005.[2]张弛.张代润.基于改进的变步长光伏并网系统MPPT控制策略研究[J].电测与仪表,2012.[3]A.Pandey,N.Dasgupta,and A. K. Mukerjee. Design issues in implementing MPPT for improved tracking and dynamic performance.Proc. IEEE IECON,2006,pp.4387-4391.[4]贺婷.龚仁喜.短路电流法与变步长扰动观察法结合的MPPT算法研究[J].电测与仪表,2012(7).作者简介:袁芳(1985,12-),女,重庆大足,学历:硕士研究生研究方向:过程控制及自动化装置。
基于改进微扰观察法的最大功率跟踪系统的实现

摘
要 : 了 提 高 光 伏 系 统 的 效 率 , 对 光 伏 阵 列 进 行 最 大 功 率 点 的 跟 踪 控 制 . 据 太 阳 能 光 伏 阵 列 的输 出 为 需 根
特 性 , 传 统 微 扰 观察 法 的 基 础 上 采 用 了一 种 新 的 变 步 长 的 改 进 算 法 进 行 最 大 功 率 点 跟 踪 , 服 了定 步 长 跟 在 克 踪 的 弊 端 . 用 A R 单 片 机 设 计 了一 台具 有 最 大 功 率 点 跟 踪 功 能 的 光 伏 发 电 电 源 系 统 , 对 其 进 行 了仿 真 . 利 V 并 结 果 表 明 , 改进 算 法 能 够 有 效 提 高 系 统 对 光 伏 阵 列 的 最 大 功 率 点 跟 踪 的效 率 , 明该 系 统 具 有 一 定 的 实 该 说
27 3.
脉 宽调 制模 块 的采样 周 期相 同 , 为 0 0 1 负载 电 取 .0 , 阻值 为 5 仿真 结果 如 图 5和 图 6所 示 . 5n.
[ ]李炜 , 2 朱新 坚 . 伏 系 统 最 大 功 率 点 跟 踪 控 制 仿 真 模 型 光 [ ]计 算机 仿 真 ,0 6 2 ( ) 29— 4 . J. 20 ,3 6 :3 2 3 [ ] 时 剑 , 春 贤 , 红 , . U控 制 的太 阳 能 电 池 最 大 功 3 单 童 等 MC 率跟踪 控 制 器 [] 电力 电子 技 术 ,084 ( 1 :5 J. 2 0 ,2 1 ) 4
MP P邻 近时无 法 稳定 运 行 , 且跟 踪 精 度受 扰 动 步 长 的影 响很大 . 目前 工 程 中较 常 用 的 是 一种 改 进 的 算
法 , 过调整 光伏 阵列 输 出电压 大小 , 合 系统输 出 通 结
基于改进型变步长扰动观察法的最大功率点跟踪策略

基于改进型变步长扰动观察法的最大功率点跟踪策略宁佩;周惠媛;胡嘉昕;王波波【摘要】光伏系统的输出功率随外界环境的变化而变化,因此利用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术可有效提高光伏发电系统的效率.选取步长时,定步长算法在响应速度和稳态精度之间无法兼顾,而变步长算法在同一光照强度下具有良好性能,但在光照突变时会造成跟踪方向误判而产生剧烈的震荡.因此,提出了一种应用于光伏发电系统的新型MPPT算法,利用Matlab/Simulink 搭建了光伏系统的最大功率点跟踪模型.仿真实验表明:相对于传统扰动观察法,所提算法能够显著提高跟踪精度,在光照突变时有效抑制最大功率点(Maximum Power Point,MPP)附近的振荡,提高光伏系统的输出功率.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】4页(P17-20)【关键词】光伏发电;扰动观察法;变步长;最大功率点跟踪【作者】宁佩;周惠媛;胡嘉昕;王波波【作者单位】广东工业大学信息工程学院,广东广州 510006;广东工业大学信息工程学院,广东广州 510006;广东工业大学信息工程学院,广东广州 510006;广东工业大学信息工程学院,广东广州 510006【正文语种】中文0 引言太阳能直接辐射到地球的能量丰富、分布广泛,对环境无污染,是国际社会公认的理想新能源。
光伏发电是太阳能的重要利用形式之一。
由硅半导体构成的光伏电池能够把光能转化为电能,而光伏电池的输出电压和输出电流容易受到光照强度、温度等外界环境的影响,呈现复杂的非线性输出特性。
当光照强度、温度变化时,存在的唯一最大功率点(Maximum Power Point,MPP)随之变化。
为了使当前工作点始终工作在最大功率点处,最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracking,MPPT)成为光伏发电系统的一个重要环节[1]。
基于变步长扰动观察法结合改进天牛群优化算法的三步复合光伏最大功率跟踪算法

基于变步长扰动观察法结合改进天牛群优化算法的三步复合光
伏最大功率跟踪算法
刘文锋;李昂
【期刊名称】《热力发电》
【年(卷),期】2022(51)10
【摘要】局部遮阴情况下,光伏系统的功率-电压曲线呈多峰特性,传统算法跟踪最大功率点时易陷入局部最优,智能优化算法跟踪耗时较长。
对此,设计了一种变步长扰动观察法(IP&O)结合改进天牛群优化(IBSO)算法的三步复合最大功率点跟踪(MPPT)算法。
该算法首先采用IP&O快速跟踪到极大功率点,并利用此点功率值调整电压搜索范围;然后使用IBSO算法在电压搜索范围内进行全局寻优,以保证搜索精度;最终在IBSO算法跟踪到最大功率点附近后,再次切换为IP&O,以加快跟踪速度、减小功率振荡。
将所提出算法与IP&O、天牛群优化(BSO)、布谷鸟算法结合变步长扰动观察法(CSA-IP&O)3种算法进行仿真对比,仿真结果表明:所提出算法不易陷入局部最优,能准确快速地跟踪到最大功率点,且跟踪过程中功率振荡更小。
【总页数】7页(P138-144)
【作者】刘文锋;李昂
【作者单位】陕西理工大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM615
【相关文献】
1.基于变步长扰动观察法的光伏电池最大功率点跟踪
2.基于状态检测的变步长式扰动观察法在光伏系统最大功率跟踪中的应用
3.基于变步长扰动观察法的光伏电池最大功率点跟踪研究
4.基于状态检测的变步长式扰动观察法在光伏系统最大功率跟踪中的应用
5.基于改进型变步长扰动观察法的光伏发电最大功率点研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于改进型变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制
基于改进型变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制夏一峰; 许健伟; 朱金荣【期刊名称】《《电气技术》》【年(卷),期】2019(020)003【总页数】6页(P18-23)【关键词】光伏发电系统; 最大功率点跟踪; 改进型; 电导增量法【作者】夏一峰; 许健伟; 朱金荣【作者单位】南京工程学院南京 211167【正文语种】中文能源是人类赖以生存和发展的基础,是国民经济的命脉[1]。
为了解决传统能源消耗以及环境污染问题,光伏发电在世界范围内获得空前发展。
然而,光伏电池的光电转化效率非常有限,除了受到其自身内部特性影响,还容易受到外界环境(如光照强度,温度)和负载等情况的影响。
为提高发电效率,最大功率点跟踪就成为光伏发电系统的重要环节。
目前传统的功率跟踪算法包括恒定电压法、扰动观察法[2-3]、电导增量法[4-5]、模糊算法等[6]。
对于恒定电压法,优点在于控制简单、易于实现,但跟踪精度差,效率低,易受环境影响。
扰动观察法算法简单、易于实现,但跟踪精度与速度无法兼顾。
为兼顾反应速度快、跟踪精度高、稳定性好,本文提出一种恒定电压起动自适应步长的电导增量法,并采用步长调整系数S(k),进行自适应步长调整。
通过仿真验证,改进后的算法使跟踪精度以及稳态精度得到很大提高。
光伏电池数学模型是以其等效电路为基础,并结合实际应用情况而建立的。
对实际应用中的光伏电池,生产厂家通常会给出Im、Um、Uoc、Isc这4个参数,这4个参数与光伏电池的输出特性有紧密的关系,因此也可用这4个参数表示输出电流[7],即其中本文采用的光伏电池在标准测试条件下的技术参数为Im=7.94A、Um=17.7V、Uoc=22V、Isc=8.58A、Pm=140.5W。
在实际工作过程中,应把光照强度以及环境温度对太阳能电池的作用考虑在内,因而应该对上述模型加以修正,将光照强度以及环境温度考虑在内,得到修正后的数学模型,将上式的Uoc、Isc、Um、Im替换成、、、,即式中:25℃;;a、b、c分别取0.0025、0.5、0.00288。
基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪_刘邦银
2009年6月电工技术学报Vol.24 No. 6 第24卷第6期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jun. 2009基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪刘邦银段善旭刘飞徐鹏威(华中科技大学电力电子研究中心武汉 430074)摘要常规的扰动观察法具有算法简洁、跟踪效率高的特点,在光伏阵列的最大功率点跟踪系统中得到广泛的应用。
然而常规扰动观察法由于采用固定的扰动步长,难于同时获得较高的响应速度和稳态跟踪精度。
本文提出了一种固定电压启动的变步长扰动观察算法,并与常规的扰动观察法进行了对比实验,实验结果证明了该方法的有效性。
关键词:光伏阵列最大功率点跟踪扰动观察法变步长中图分类号:TM615Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Based onImproved Perturbation and Observation MethodLiu Bangyin Duan Shanxu Liu Fei Xu Pengwei(Huazhong University of Science and Technology Wuhan 430074 China) Abstract The conventional perturbation and observation(P&O) method is widely used in the photovoltaic array maximum power point tracking system due to its succinctness and high tracking efficiency. However, the excellent dynamic response and stable performance of the P&O algorithm is difficult to achieve synchronously due to adopting fixed perturbation step size. An improved P&O algorithm with constant-voltage-start and variable step size is proposed in this paper. The contrastive experimental results of the improved and conventional algorithm are presented to demonstrate its effectiveness.Keywords:Photovoltaic array, maximum power point tracking(MPPT), perturbation and observation method,variable step size1引言在太阳能光伏发电系统中,光伏阵列将太阳能转化为直流电能,再由电力电子变换器将直流电能变换为负载需要的各种形式的电能。
改进型变步长光伏最大功率点快速跟踪
摘要 :介绍硅太 阳能 电池 M t b Sm l k仿真模型 , 过该 模型得到太 阳能 电池模 型的输 出特性 曲线和最 大功率 al / iui a n 通 点跟踪 (  ̄i u o e o t r kn ,线 ; 次 介 绍 M P 其 P T原 理 , 传 统 的 扰 动 观 察 ( etrai n 对 pr bt na d u o
Jn 0 1 u .2 1
d i 0 3 6 /. s.0 72 6 .0 .3 06 o:1.9 9 ji n 10 —8 12 1 0 .0 s 1
改进 型 变 步 长 光 伏 最 大 功 率点 快 速 跟 踪
王 义飞 , 吴 伟 , 张嗥华 , 徐 悦
( 海 大学 理 学 院 , 海 20 4 ) 上 上 0 4 4
一
负 载 的阻值 等 于 内 阻 的 简 单 方 法 获 得 最 大 输 出 功 率 . 在太 阳能 电池供 电系 统 中 , 阳能 电池 的输 出 但 太
mo u e o oa el i d sg e d l f s l r c ls s e in d. Smu ai n e u t i d c t ha h s i lto r s ls n ia e t t t i mo u e a a a t t t e a i d l c n d p o h r p d c n e n tmp r t e a ih ,ta k t x mu p we o n ha g s i e e aur nd lg t r c hema i m o rp i tmuc te h n t eta to lmeh d h betrt a h r di na t o s i i pe d a d sa ii e . n s e n t b l i s t
基于改进型扰动观察法的光伏电池最大功率点追踪算法研究
基于改进型扰动观察法的光伏电池最大功率点追踪算法研究毕玉成;邹轩;沈建强【摘要】The paper analyses the voltage-current characteristic of PV cells to study maximum power point tracking algorithm. Based on near linearity of dP/dU versus I in stable working area of photovoltaic array, maximum power point tracking algorithm for photovoltaic cells is improved. The algorithm proposing new condition to confirm the maximum power point is combined with constant voltage method and perturb-observe method. The stability of system is improved in comparison with traditional perturbation and observation method. The algorithm is theoretically derived and simulated by Matlab. The results of simulation show that the algorithm can eliminate oscillation.%为了研究光伏电池最大功率点追踪算法,本文对光伏电池的输出特性进行了分析。
以光伏阵列工作在稳定区域内的情况下,dP/dU与I存在线性关系为基础,本文提出了一种改进型扰动观察法的最大功率点追踪算法。
该算法提出了一个新的判断光伏电池最大功率点的条件,结合扰动观察法和固定电压法寻找最大功率点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
0 引 言
太阳能直接辐射到地球的能量丰富、分布广泛, 对环境无污染,是国际社会公认的理想新能源。光伏 发电是太阳能的重要利用形式之一。由硅半导体构成 的 光 伏 电 池 能 够 把 光 能 转 化 为 电 能, 而 光 伏 电 池 的 输出电压和输出电流容易受到光照强度、温度等外界 环境的影响,呈现复杂的非线性输出特性。当光照强 度、温度变化时,存在的唯一最大功率点(Maximum Power Point,MPP)随之变化。为了使当前工作点始终 工作在最大功率点处,最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracking,MPPT)成为光伏发电系统的一 个重要环节 [1]。目前,常用的最大功率跟踪方法有电 导增量法、扰动观察法和模糊控制等。其中,扰动观 察法因效率高、实现简单得到了广泛应用。定步长扰 动观察法在选取步长时无法兼顾光伏发电系统的动态 响应速度和稳态响应精度 [2];而变步长扰动观察法在 光照剧烈变化时会发生误判并产生剧烈的震荡。针对 上述问题,本文提出了一种基于符号变量判断的扰动 观察法。该算法在变步长扰动观察法的基础上增加滞 环环节,通过双向扰动得出符号变量的值来确定扰动
摘要:光伏系统的输出功率随外界环境的变化而变化,因此利用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)技术可有效提高光伏发电系统的效率。选取步长时,定步长算法在响应速度和稳态精度之间无法兼顾,而变步长 算法在同一光照强度下具有良好性能,但在光照突变时会造成跟踪方向误判而产生剧烈的震荡。因此,提出了一种应用于 光伏发电系统的新型 MPPT 算法,利用 Matlab/Simulink 搭建了光伏系统的最大功率点跟踪模型。仿真实验表明:相对于 传统扰动观察法,所提算法能够显著提高跟踪精度,在光照突变时有效抑制最大功率点(Maximum Power Point,MPP) 附近的振荡,提高光伏系统的输出功率。
关键词:光伏发电;扰动观察法;变步长;最大功率点跟踪
Maximum Power Point Tracking Strategy Based on Improved Variable Step Size Perturbation Observation Method
NING Pei,ZHOU Hui-yuan,HU Jia-xin,WANG Bo-bo (School of Information Engineering,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China)
2019 年 月 25 日第 36 卷第 1 期
doi:10.19399/j.cnki.tpt.2019.01.005
Telecom Power Technology
Jan. 25,2019,Vol. 36 No. 1
研制开发
基于改进型变步长扰动观察法的最大功率点跟踪策略
宁 佩,周惠媛,胡嘉昕,王波波 (广东工业大学 信息工程学院,广东 广州 510006)
Absrtact:The output power of photovoltaic system varies with the change of external environment,so the efficiency of photovoltaic power generation system can be effectively improved by using Maximum Power Point Tracking (MPPT) technology. When choosing the step size,the fixed step size algorithm cannot take into account the response speed and steady-state accuracy, while the variable step size algorithm has good performance under the same illumination intensity,but when the illumination changes suddenly,it will cause the misjudgement of tracking direction and produce severe vibration. Therefore,a new MPPT algorithm for photovoltaic power generation system is proposed,and the maximum power point tracking model of photovoltaic system is built by using MATLAB/Simulink. The simulation results show that,compared with the traditional disturbance observation method,the proposed algorithm can significantly improve the tracking accuracy,effectively suppress the oscillation near the Maximum Power Point(MPP) and improve the output power of photovoltaic system when the light mutation occurs.