亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于升壓斬波電路的復(fù)合最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略研究

        2021-03-19 01:40:14占鑫劉世良王雄張滈辰
        電氣自動(dòng)化 2021年1期
        關(guān)鍵詞:觀察法輸出功率步長(zhǎng)

        占鑫,劉世良,王雄,張滈辰

        (1. 青海綠能數(shù)據(jù)有限公司,青海 西寧 810000;2.國(guó)網(wǎng)青海省電力公司信息通信公司,青海 西寧 810008)

        0 引 言

        當(dāng)前,人類社會(huì)快速發(fā)展,對(duì)能源的依賴程度日益加深,傳統(tǒng)能源儲(chǔ)備有限且不環(huán)保,因此,積極開發(fā)新型綠色能源來滿足人類發(fā)展需求越來越受到關(guān)注。眾多新能源中,太陽能由于其綠色環(huán)保、取之不盡用之不竭的特性受到人們重視,而光伏發(fā)電時(shí)需利用太陽能作為重要途徑。因此,提高太陽能利用率是目前研究的焦點(diǎn),這就需要對(duì)光伏組件進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT)技術(shù)。

        目前,國(guó)內(nèi)外一些光伏領(lǐng)域?qū)W者和專家對(duì)MPPT研究日益成熟,但不同MPPT控制策略各有利弊。文獻(xiàn)[1]中提出了一種牛頓插值法擬合曲線對(duì)最大功率點(diǎn)(MPP)進(jìn)行精確定位,可以有效減小穩(wěn)態(tài)震蕩,但是算法計(jì)算量相對(duì)較大。文獻(xiàn)[2-3]采用了一種改進(jìn)型電導(dǎo)增量法可對(duì)穩(wěn)態(tài)精度和跟蹤速度進(jìn)行有效兼顧。文獻(xiàn)[4]提出了基于新型變步長(zhǎng)爬山搜索法,有效解決了誤判和和穩(wěn)態(tài)震蕩的問題。文獻(xiàn)[5]所研究的自適應(yīng)電導(dǎo)增量法同樣具備良好的控制效果。文獻(xiàn)[6-8]分別研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、雞群算法和水滴算法等一系列智能控制策略,這些算法理論上控制效果很好,但是算法模型過于復(fù)雜,開發(fā)成本較高,難以大范圍應(yīng)用到實(shí)際生活中去。在前人研究基礎(chǔ)之上,本文針對(duì)常規(guī)擾動(dòng)觀察法的局限性,提出了恒定電壓法結(jié)合變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法復(fù)合MPPT控制策略,此控制策略實(shí)現(xiàn)易于實(shí)現(xiàn),且跟蹤速度和穩(wěn)態(tài)精度可以同時(shí)兼顧。

        1 光伏組件數(shù)學(xué)模型及其輸出特性

        1.1 光伏組件數(shù)學(xué)模型

        光伏(PV)組件數(shù)學(xué)模型的等效電路如圖1所示。

        圖1 PV組件電路圖

        PV組件的I-U數(shù)學(xué)關(guān)系式如式(1)所示。

        (1)

        式中:Iph為光生電流;Id為二極管電流;I為輸出電流;Rsh為旁漏電阻;Rs為串聯(lián)電阻;R為負(fù)載;U為輸出電壓;K為玻爾茲曼常數(shù),K=1.38×10-23J/K;T為光伏電池溫度;A為二極管特性因子;電子電荷量q=1.6×10-19C。

        標(biāo)準(zhǔn)情況下的(S=1 000 W/m2,T=25 ℃)的開路電壓(Uoc)、短路電流(Isc)、最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)電流(Im)和最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)電壓(Um)具體值可以從光伏供應(yīng)商那里得到。簡(jiǎn)化式(1)可得:

        (2)

        (3)

        (4)

        1.2 光伏組件輸出特性

        根據(jù)式(2)、式(3)和式(4),仿真出P-U、I-U曲線如圖2所示。由圖2可以看出,當(dāng)溫度(T)和光照強(qiáng)度(S)一定時(shí),P-U曲線是一個(gè)單峰值近似拋物線,存在唯一一個(gè)MPP,且T一定時(shí),S越大,輸出功率越大;S一定時(shí),T越小,輸出功率越大。

        2 常規(guī)擾動(dòng)觀察法

        擾動(dòng)觀察法(perturbation observation),簡(jiǎn)稱P&O算法,是實(shí)際工程應(yīng)用最廣泛的算法之一。P&O算法工作機(jī)制是周期性地給PV組件的輸出電壓施加一個(gè)擾動(dòng)(ΔU),判斷下一個(gè)時(shí)刻的功率變化。若下一時(shí)刻功率增大,說明擾動(dòng)方向正確且繼續(xù)保持此方向不變,反之,則變向追蹤。P&O控制策略的工作過程如圖3所示。

        圖3 P&O控制策略控制流程圖

        常規(guī)擾動(dòng)觀察法的局限性在于步長(zhǎng)ΔU不易選擇的問題;若ΔU過大,穩(wěn)態(tài)時(shí)功率會(huì)存在波動(dòng)問題;若ΔU過小,則會(huì)降低動(dòng)態(tài)特性,跟蹤反應(yīng)變緩。因此,常規(guī)擾動(dòng)觀察法難以實(shí)現(xiàn)又快又穩(wěn)的控制效果。

        3 復(fù)合MPPT控制策略

        傳統(tǒng)擾動(dòng)觀察法,如步長(zhǎng)選擇不當(dāng),難以兼顧動(dòng)靜態(tài)響應(yīng)問題[9]。為了突破傳統(tǒng)算法的局限性,提出了一種基于把恒壓法結(jié)合變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法的MPPT復(fù)合控制策略。

        恒壓法(CVT)結(jié)合變步長(zhǎng)P&O的復(fù)合MPPT控制策略工作機(jī)制為:開始工作時(shí),CVT算法以Um=0.78Uoc[10]作為追蹤的起始電壓,此電壓可以讓實(shí)際工作點(diǎn)快速位于MPP附近區(qū)域,這個(gè)特點(diǎn)可以大大節(jié)省追蹤時(shí)間提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。傳統(tǒng)P&O算法存在缺陷,當(dāng)實(shí)際工作點(diǎn)位于MPP附近后可以采用變步長(zhǎng)P&O算法,根據(jù)光伏組件P-U輸出特性,可以看出:當(dāng)離MPP較遠(yuǎn)時(shí),斜率abs[(Pk-Pk-1)/(Uk-Uk-1)]越大;當(dāng)離MPP較近時(shí),斜率abs[(Pk-Pk-1)/(Uk-Uk-1)]越小;當(dāng)位于MPP處時(shí),斜率abs[(Pk-Pk-1)/(Uk-Uk-1)]=0。因此變步長(zhǎng)P&O算法具體實(shí)現(xiàn)過程是:當(dāng)離MPP較遠(yuǎn)時(shí),可以采用大步長(zhǎng);離MPP較近時(shí),減小步長(zhǎng)可以降低穩(wěn)態(tài)震蕩,對(duì)MPP進(jìn)行精確定位。恒壓法(CVT)結(jié)合變步長(zhǎng)P&O的復(fù)合MPPT控制策略實(shí)質(zhì)就是在開始追蹤階段運(yùn)用CVT粗略算出MPP位置,大大提高了響應(yīng)速度,在MPP附近區(qū)域依靠變步長(zhǎng)P&O算法精確定位MPP??刂屏鞒倘鐖D4所示,圖4中λ為步長(zhǎng)系數(shù),λ=0.000 2。

        圖4 復(fù)合算法控制流程圖

        4 基于新型算法的光伏MPPT控制策略Simu-link仿真驗(yàn)證

        在Simulink平臺(tái)上搭建基于復(fù)合MPPT控制策略的仿真模型,參數(shù)設(shè)置具體如下:Sref=1 000 W/m2,Tref=25 ℃;S=1 000 W/m2,T=25 ℃時(shí),PV電池最大功率Pmax=111.19 W,Uoc=22.15 V,Isc=6.91 A,Im=6.35 A,Um=17.49 V;仿真時(shí)間這里設(shè)為1 s。

        在MATLAB/Simulink平臺(tái)上,當(dāng)T=25 ℃時(shí),通過單一控制變量法改變光照強(qiáng)度S。S變化設(shè)置為:0~0.5 s,S=1 000 W/m2;0.5~1 s,S=400 W/m2。圖5和圖6分別為了傳統(tǒng)P&O算法和復(fù)合MPPT控制策略條件下的輸出功率。

        從圖5可以看出,在開始啟動(dòng)時(shí),P&O算法到達(dá)穩(wěn)態(tài)用時(shí)約為0.069 s,動(dòng)態(tài)追蹤速度略慢。當(dāng)t=0.5 s,光照強(qiáng)度S=1 000 W/m2突變S=400 W/m2,跟蹤到新的穩(wěn)態(tài)用時(shí)為0.077 s,且到達(dá)穩(wěn)態(tài)后功率會(huì)存在較大震蕩。由0.8 s~0.9 s局部放大圖可以看到,輸出功率P波形在53.10 W~57.31 W之間波動(dòng),波動(dòng)幅度相對(duì)較大,此現(xiàn)象表明了功率損失較大。由圖6可知,采用復(fù)合MPPT控制策略,啟動(dòng)到穩(wěn)態(tài)用時(shí)僅僅為0.046 s,跟蹤速度比傳統(tǒng)P&O算法迅速。在t=0.5 s時(shí),S=1 000 W/m2變?yōu)镾=400 W/m2,到新的穩(wěn)態(tài)用時(shí)僅僅為0.037 s,遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于定步長(zhǎng)P&O算法。由0.8 s~0.9 s之間局部放大圖可知,輸出功率此時(shí)范圍在56.85 W~57.95 W之間,震幅很小,可認(rèn)為功率基本穩(wěn)定。兩種算法的Simulink仿真波形對(duì)比可知,復(fù)合MPPT控制策略無論在啟動(dòng)階段、外界光照突變情況,還是穩(wěn)態(tài)精度方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)P&O算法。

        圖5 傳統(tǒng)P&O算法條件下的輸出功率波形

        圖6 復(fù)合MPPT控制策略條件下的輸出功率波形

        5 結(jié)束語

        本文所提出的一種CVT結(jié)合變步長(zhǎng)P&O復(fù)合MPPT控制策略,不但可以快速跟蹤和應(yīng)對(duì)外界環(huán)境變化,而且穩(wěn)態(tài)精度高,有效減小了輸出功率的穩(wěn)態(tài)震蕩。仿真驗(yàn)證了復(fù)合算法的優(yōu)越性,對(duì)恒壓法和擾動(dòng)法取長(zhǎng)補(bǔ)短,對(duì)新型算法的利用具有重要的啟迪和推廣意義。

        猜你喜歡
        觀察法輸出功率步長(zhǎng)
        基于Armijo搜索步長(zhǎng)的BFGS與DFP擬牛頓法的比較研究
        觀察法求解至少有一個(gè)有理根的一元高次方程
        一種改進(jìn)的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法在光伏MPPT中的應(yīng)用
        基于改進(jìn)擾動(dòng)觀察法的光伏MPPT研究
        一種改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法在光伏MPPT中的應(yīng)用
        適用于智能電網(wǎng)的任意波形輸出功率源
        基于雙層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏電站輸出功率預(yù)測(cè)
        基于逐維改進(jìn)的自適應(yīng)步長(zhǎng)布谷鳥搜索算法
        一種新型光伏系統(tǒng)MPPT變步長(zhǎng)滯環(huán)比較P&O法
        分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)逆變器輸出功率的自適應(yīng)控制
        国产成人无码aⅴ片在线观看| 国内精品视频在线播放不卡| 国产乱人伦av在线无码| 国产成人精品日本亚洲语音1| 尤物99国产成人精品视频| 福利一区二区三区视频午夜观看| 日韩精品一区二区亚洲av性色| 精品嫩模福利一区二区蜜臀| av在线免费观看网站免费| 强开小婷嫩苞又嫩又紧视频| 亚洲国产精品无码中文字| 亚洲av无码av吞精久久| 亚洲欧美变态另类综合| 亚洲天堂av一区二区三区不卡 | 精品女同一区二区三区在线播放器 | 伊人99re| 日本一区二区三区在线视频观看| 亚洲免费国产中文字幕久久久| 99久久国产综合精品女图图等你| 五月中文字幕| 久久深夜中文字幕高清中文| 国产无套内射又大又猛又粗又爽| 海角国精产品一区一区三区糖心| 久久国产精99精产国高潮| 成年女人18毛片毛片免费| 日本人妻高清免费v片| 亚洲欧美综合精品成人网站| 熟妇人妻av无码一区二区三区| 亚洲精品AⅤ无码精品丝袜无码| 国产午夜精品视频观看| 日韩人妻不卡一区二区三区| 国产男女猛烈无遮挡免费网站| 精品国产高清自在线99| 日韩av中文字幕少妇精品| 无码av天天av天天爽| 成人国内精品久久久久一区| 亚洲AV永久青草无码性色av| 台湾佬中文偷拍亚洲综合| 精品女同一区二区三区| 色多多a级毛片免费看| 色丁香色婷婷|