南京邮电大学 通信与信息工程学院, 南京 210000
为了进一步提高系统的能量利用率, 设计了一种基于智能充电控制的光纤供能系统。系统采用充电控制装置对后级负载稳定供能并灵活调控储能模块的充电方式, 实现对远端富余的能量快速存储和合理利用, 并基于反馈信号实现对系统工作状态的实时调控。实验结果表明: 所提系统在不同场景下能够根据远端的负载及器件的工作状态自动调整本地激光源的输出功率, 从而保证供能系统的安全工作; 当光供能不足时, 所储存的能量可作为备用能源对传感器件或应用设备进行紧急供能。
光纤供能 光伏电池 电源管理 最大功率跟踪 充电控制 fiber optic power supply, photovoltaic cell, power
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210522
1 国网浙江省电力公司，杭州 310007
2 天津大学 电气与自动化工程学院 智能电网教育部重点实验室, 天津 300072
通过对太阳能电池串联电路的动态特性分析，建立了不均匀光照条件下多峰值出现的充要条件.基于串联电路的工作原理，建立了局部峰值点功率之间的数学关系，确定了最大功率点区间位置的动态判断系数.该方法可快速定位全局最大功率点所在区间，确定该区间的上下边界，将电导增量法的运行初值保持在该区间，能够使其快速准确跟踪到全局最大功率点.该方法利用较少计算和小区间搜索代替全局搜索，具有良好的快速性和准确性.同时该方法改善了区间搜索重启条件使其拥有较强的鲁棒性.
光伏系统 全局最大功率跟踪 最优初值 太阳能电池 全局最大功率区间 充要条件 不均匀光照 Photovoltaic system Global maximum power point tracking Optimal initial value Solar cell Global maximum power point tracking zone Sufficient and necessary condition Partial shading
为了解决传统扰动观察法稳态控制精度低、动态跟踪性能差和误判现象的问题, 提出了一种基于滞环比较的自适应扰动观察法, 通过滞环比较法进行双向扰动解决由于功率突变导致的误判问题。根据功率的变化通过一个PI控制器自动调节扰动步长的大小, 保证稳态跟踪精度的同时, 有足够快的响应速度。在MATLAB中建立了基于Boost电路的仿真模型, 编写了基于滞环比较法的自适应扰动观察法的S函数。通过仿真验证了新策略的有效性和正确性。
最大功率跟踪 Boost电路 扰动观察法 PI控制 MPPT Boost circuit perturbation and observation method PI control
1 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
为提高光伏照明系统中太阳能电池的光能利用率, 对太阳能电池输出进行最大功率跟踪。设计以最大功率跟踪芯片SM72442为核心的太阳能充电控制电路, 采用光伏全桥驱动芯片SM72295驱动MOS管, 构成同步Buck电路, 实现太阳能输出最大功率跟踪; 利用LED驱动芯片XL6005设计LED驱动电路。测试数据表明, 太阳能光伏电池的充电效率平均达到87.92%, LED驱动电路效率最高为91.6%。系统工作稳定, 能满足特定场合下的照明需求。
光伏照明 最大功率跟踪 照明系统 设计 PV lighting maximum power point tracking lighting system design
五邑大学 信息工程学院, 广东 江门 529000
针对太阳能路灯系统中太阳能光伏电池的输出效率不高的问题, 提出把固定电压法、变步长与扰动观察法相结合得到的一种改进的最大功率点跟踪(Maxi Power Point Tracking, MPPT)算法, 设计和实现了太阳能LED路灯智能控制系统。该系统不仅能进行太阳能最大功率的跟踪, 并且还能根据时间、环境的光强等参数来智能控制LED路灯的亮度。实验结果表明, 该系统能有效提高光伏电池的使用效率, 实现节能。
最大功率跟踪 智能控制 LED路灯 MPPT intelligent control LED street lamp
山东科技大学 信息与电气工程学院, 山东 青岛 266590
传统最大功率跟踪(MPPT)方法如电导增量法存在较大稳态误差和波动, 加入模糊控制后, 虽然系统的动态性能有所改进, 但由于模糊论域固定, 控制还是略微粗糙, 稳态时存在波动。文章采用变论域模糊控制对MPPT进行控制, 其优点是不需要过多经验来设定规则表, 通过输入改变伸缩因子从而改变论域的范围, 使控制更加灵活, 缩短了响应时间, 缩小了稳态误差和波动, 从而保护光伏负载, 极大提高太阳光利用率。分别在固定环境和变化环境中对系统进行仿真, 从输出功率和负载电压两方面对变论域模糊控制的优越性进行论证。
光伏系统 最大功率跟踪 变论域 模糊控制 photovoltaic system MPPT variable universe fuzzy control
1 新疆大学 电气工程学院, 乌鲁木齐 830047
2 西安交通大学 电气工程学院, 西安 710049
利用Matlab/Simulink搭建了光伏阵列数学模型, 分析了传统最大功率跟踪(MPPT)方法的缺陷, 针对传统电导增量法跟踪速度慢、存在误判的问题, 详细研究了温度和光照强度对于光伏阵列输出特性的影响, 提出新的改进电导增量法, 并对核心算法进行优化, 使用S函数实现了最大功率跟踪。仿真结果证明, 改进后的方法能够更加快速和准确跟踪最大功率。
S-函数 光伏阵列 电导增量法 最大功率跟踪 S-function photovoltaic array conductivity increment method MPPT
西安科技大学 电气与控制工程学院, 西安 710054
最大功率跟踪(MPPT)是太阳能光伏发电的重要组成部分, 依靠最大功率跟踪可使光伏电池工作在最大功率点(MPP)附近, 提高太阳能的利用率。在分析光伏电池的数学模型的基础上, 选用Boost电路作为DC/DC变换来搭建仿真模型; 针对传统的定步长扰动观测法存在的震荡和误判现象, 提出一种改进的扰动观测法, 并在Matlab/Simulink环境下进行了仿真。与定步长的扰动观测法的仿真结果进行对比, 表明该算法的响应速度更加迅速; 在外界环境发生变化时, 该算法能够快速做出判断, 准确地跟踪到光伏电池的最大功率点。
光伏发电 最大功率跟踪 Boost电路 扰动观测法 PV power generation MPPT boost circuit disturbance observer method
为了提高太阳电池的利用率并降低系统成本, 需要采用最大功率跟踪(MPPT)控制策略使光伏阵列获得最大功率输出。在众多的MPPT控制方法中, 扰动观察法由于原理简单、易于实现而成为MPPT控制中应用和研究最为广泛的方法之一。但传统的扰动观察法在稳态下由于其固定的扰动步长会在最大功率点(MPP)附近形成振荡, 并且当外界环境发生快速变化时会出现误判断的现象。为了克服以上不足, 研究者们提出了很多改进方案。文章对这些改进方案进行了综述, 这些改进方案主要包括以下三类: 变步长的改进方法、改进的新方法以及与其他方法结合的扰动观察法。
光伏系统 最大功率跟踪 扰动观察法 变步长 改进的新方法 与其他方法结合的扰动观察法 PV system MPPT P&O variable steps novel improvements P&O combined with other methods
