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根据含糊操控的光伏电池MPPT的设计方案

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

跟着全球动力严重问题的日益严重,再生动力正得到越来越广泛的运用。近年来,光伏动力以其具有无污染,可长期运用等长处,得到了很大的开展。一般光伏体系都期望光伏电池阵列在相同日照、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盯梢(Maximum Power。Point Tracking,MPPT)问题。光伏并网发电体系中因为阵列的功率等级一般较大,因此MPPT问题显得尤为重要。故运用智能操控办法上的智能性、自适应性来对非线性的太阳能光伏发电体系进行操控,无疑是一个很好的挑选。

光伏电池的最大功率点

从图1中可以看出,在必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,假如可以使光伏电池时作业在最大功率点,就可以极大地提高光伏电池的功率,故应寻觅其最大功率点,即寻优。

MPPT操控的原理与规划

MPPT操控的原理实质上是一个动态自寻优进程,经过对光伏电池当时输出电压与电流的检测,得到当时电池输出功率,将其与前一时间功率相比较,然后依据功率与占空比的联系,改动占空比,使其向最大功率点不断接近,如此重复,直至到达最大点邻近的一个极小区域内。当外界光照强度与温度产生显着改动时,体系会进行再次寻优。

从图2可知,改动脉宽调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)的占空比D,实质上是改动了光伏电池的负载。也即便光伏电池的输出功率点产生改动,然后到达寻觅最大功率点的意图。

光伏电池的负载RL与负载R和占空比D的联系式为:

RL=R/D

MPPT操控器经过调整PWwM信号的占空比D,来改动光伏电池的负载,然后完成阻抗匹配的功用。因此,占空比D的巨细决议了光伏电池输出功率P的巨细,一般光伏逆变器的P-D联系如图3所示。

国内外的一些光伏发电体系对光伏电池的最大功率盯梢操控,一般提出过多种办法,如定电压盯梢法、扰动观察法、功率回授法和增量电导法等,这些算法的缺乏在于:未说清从一个最大功率点怎样盯梢到下一个最大功率点;核算量很大,完成较困难;操控精度差,受外在影响大。本文提出的规划方案进行最大功率点盯梢,可补偿以上缺乏之处。

含糊操控器规划

在光伏并网发电体系中,运用含糊逻辑对体系的输入和输出进行规划,可以得出一系列操控规矩,可以由微机非常简明地完成。

确认含糊操控器的结构

MPPT操控规划,其关键是含糊操控器的规划。选用双输入单输出含糊操控器,含糊操控器的第n时间输入量,为第n时间的功率改变量△P(n)和功率改变率;第n时间的输出量为第n+1时间的占空比改动量△D(n+1),巨细在[0,1]间改变。其间功率改变量△P(n)=P(n)-P(n-1),功率改变率用△P(n)/△D(n)替代核算。

确认输入、输出量含糊子集及论域

△P(n)的含糊集为E,△P(n)/△D(n)的含糊集为EC,△D(n)的含糊集为U。

将言语变量E和U,界说为7个含糊子集,EC界说为6个含糊子集,即:

其间:NB,NM,NS,NO,ZO,PO,PS,PM,PB别离表明负大,负中,负小,负零,零,正零正小,正中,正大等含糊概念。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:

确认含糊操控规矩

依据功率值的改变量,来决议这一时间的占空比改动量。经过对光伏电池输出功率P与占空比D之间的特性曲线剖析,而且考虑到外界环境要素(温度、日照强度)对光伏电池输出功率的影响得到以下准则:

(1)若输出功率添加,则持续本来改动量调整方向,否则取相反方向;

(2)离最大功率点较远处,选用较大改动量以加速盯梢速度;离最大功率点邻近,选用较小改动量进行查找以减小查找损失;

(3)当到达以最大功率点为中心的极小的ZO区域时,体系稳定下来,直至外界环境再次产生显着改变

(4)当温度、日照强度等要素产生改变导致光伏电池输出功率产生显着改变时,体系可以作出快速的反响,进行再次寻优。

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