黄山市政太阳能路灯厂家

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太阳能光伏系统算法改进之VVSL-MPPT算法控制模型，从模型中可以看出，VVSL-MPPT算法对经典MPPT算法的反馈环节进行了校正，从而提高系统稳定性。从本质上讲，这种控制方法，相.当于在MPPT控制的外环增加一个类似于CVT的具有一定带宽的稳压控制环节，将MPPT动态输出的优点和CVT稳定性好的优点结合起来，实现系统髙效而稳定的输出。其中，类CVT环节的带宽是系统根据电压变化速率计箅自动得到的，使用中无需根据光伏阵列参数人为设定带宽。使用电力电子仿真软件PSIM6.0,建立基于VVSL-MPPT算法控制的光伏并网系统模型，进行仿真实验。按一实际光伏阵列参数建立模型，在标准光照条件（lkW/m2)和常温（20X：)的情况下，阵列大功率点参数为：L7=67V,P=300W,在两种不同的工况下，考察光伏发电系统在新算法控制下的工作情况：①在标准光照、常温条件下，仿真结果如图5.20(a)所示。图中曲线1为光伏阵列端电压波形；曲线2为光伏阵列输出功率。其中，光伏阵列端电压在63～71V之间波动，输出功率保持在288W以上。可以看出，在外界条件稳定的情况下，无直流稳压环节的光伏发电系统通过VVSL-MPPT算法控制，可以稳定运行在大功率点附近，具有很好的稳态输出特性。②在光照强度突变条件下，设定光照量在2s处由1000kW/m2跃变至600W/m2,在8s处，由600W/m2跃变8〇OW/m2,考察系统工作情况。图中曲线1为光伏阵列端电压波形；曲线2为光伏阵列输出功率。仿真结果中，在光照童突然降低后，系统检测到光伏阵列端电压的突变，采取变步长控制，迅速减轻负载，在0.3s内光伏阵列端电压重新建立，系统稳定于新的大功率点；在光照量突然增加后，系统通过变步长控制，增大输出，快速稳定于新的大功率点，实现了自主寻优。如上的仿真结果说明：在外界条件突变的情况下，无直流稳压环节的光伏发电系统通过VVSL-MPPT算法控制，可以迅速寻取系统新的大功率点，并稳定运行于此点，系统具有很好的动态特性。从仿真波形可以看出，随光照、温度条件的变化，光伏阵列大功率点不断变化。光伏发电系统可以稳定、实时地追踪大功率点。在追踪过程中，在光照变化情况下，系统仍能稳定、快速的跟踪大功率点，系统稳态和动态性能均较。

现太阳能路灯发电中大功率点跟踪方法，1干扰观测法，干扰观测法（perturbobservealgorithms,P&*〇>[5]是目前实现MPPT常用的方法之一。其原理是每隔一定的时间增加或者减少电压，并观测其后的功率变化方向，来决定下一步的控制信号。这种控制算法一般也采用功率反馈，即使用两个传感器对直流母线电流及其两端的电压分别采样。这种控制方法虽然算法简单，且易于硬件实现，但是响应速度很慢，只适用于那些光照强度变化非常缓慢的场合。而且稳态情况下，这种算法会导致光伏阵列的实际工作点在大功率点附近小幅振荡，因此会造成一定的功率损失；而光照发生快速变化时，跟踪算法可能会失效，判断得到错误的方向。下面对经典的干扰观测算法简述如下：光伏系统控制器在每个控制周期用较小的步长改变光伏阵列的输出，改变的步长是一定的，方向可以是增加也可以是减小，控制对象可以是光伏阵列输出电压或电流，这一过程称为“干扰”;然后，通过比较干扰周期前后光伏阵列的输出功率，如果输出功率增加，那么继续按照上一周期的方向继续“干扰”过程，如果检测到输出功率减小，则改变“干扰”的方向?这样，光伏阵列的实际工作点就能逐渐接近当前大功率点.终在其附近的一个较小范围往复达到稳态。如果采用较大的步艮进行“干扰”，这种跟踪算法可以获得较快的跟踪速度，但达到稳态后的精度相对较差，较小的步长则正好相反。较好的折衷方案是控制器能够根据光伏阵列当前的工作点选择合适的步长，例如，当已经跟踪到大功率点附近时采用小步长rn。绝大部分光伏发电系统，不论其拓扑如何，都会在光伏阵列输出上并联一个较大的电容，这个电容可以作为光伏阵列输出的滤波器，减小后置电力电子变换装置导致的开关谐波。但在应用干扰观测法的光伏系统中，母线电容会影响MPPT算法对天气变化引起的光照强度波动的响应速度。扰动观测法的优点总结如下：1.模块化控制回路。2.跟踪方法简单，实现容易。3.对传感器精度要求不高。缺点为：①只能在光伏阵列大功率点附近振荡运行，导致一定功率损失。②跟踪步长对跟踪精度和响应速度无法兼顾。③在特定情况下会出现判断错误情况。电导增量法电导增法（IncrementalConductance)也是MPPT控制常用的算法之一⑴。通过光伏阵列P-1/曲线可知大值处的斜率为零，所以有式(5.23)为达到大功率点的条件，即当输出电导的变化量等于输出电导的负值时，光伏阵列工作在大功率点。

电导增童法通过比较光伏阵列的电导增量和瞬间电导来改变控制信号。这种控制算法同样需要对光伏阵列的电压和电流进行采样。电导增童法控制，响应速度比较快，适用于大气条件变化较快的场合。但是对硬件的要求特别是传感器的精度要求比较髙，系统各个部分响应速度都要求比较快，因而整个系统的硬件造价也会比较高。检测到光伏阵列当前电压、电流值，LTb、Jb为上一控制周期的采样值。这种MPPT控制算法大的优点是在光照强度发生变化时，光伏阵列输出电压能以平稳的方式跟踪其变化，而且稳态的振荡也比扰动观测法小。电导增置法的控制流程模糊逻辑控制，由于太阳光照强度的不确定性、光伏阵列温度的变化、负载情况的变化以及光伏阵列输出特性的非线性特征，要实现光伏阵列大功率点的准确跟踪需要考虑的因素是很多的。针对这样的非线性系统，使用模糊逻辑控制（fuzzylogiccontrol)方法进行控制，可以获得比较理想的效果。在光伏发电系统中使用模糊逻辑方法实现MPPT控制，可以通过DSP比较方便地执行，其中控制器的设计主要包括以下几方面内容：(1)确定模糊控制器的输入变量和输出变量。(2)归纳和总结模糊控制器的控制规则。3)确定模糊化和反模糊化的方法。(4)选择论域并确定有关参数。使用模糊逻辑方法进行光伏系统的MPPT控制，具有较好的动态特性和精度，具有十分广阔的应用前景。

太阳能路灯中大功率点的测试方法之其他MPPT方法，除了上述几种常用的MPPT方法，还有其他多种方法可以实现光伏阵列的大功率点跟踪，包括滞环比较法、神经元网络控制法、优梯度法等，它们实现MPPT控制的基本顷理都是类似的，但具体实现方法各有差别。在干扰观测法的基本设it?思想中，通过比较光伏阵列的两个工作点，判断得到功率的变化方向从而决定工作电压的移动方向，除了造成较大的扰动损失外，还可能发生误判现象。而且自然界中，光照强度并不会出现控制意义上的快速变化，因此，上述的扰动误差是可以避免的。例如，采用滞环比较法[9]，可以在光照强度快速变化时并不跟随快速移动工作点，而是在光照强度达到比较稳定后再跟踪到大功率点，从而减小了扰动损失。优梯度法是一种以梯度法（givuliemmethod)为基础的多维无约束优化问题的数值计算方法。它的基本思想是选取目标函数的负梯度方向（对于光伏系统，可能霈要选择正梯度方向）作为每步迭代的跟踪方向，逐步逼近函数的小值（或大值）。梯度法是一种传统且广泛运用于求取函数极值的方法，该方法运算简单，有着令人满意的分析结果。光伏并网系统拓扑与MPPT技术采用不同的MPPT控制方法，不仅要通过比较得到各种方法的优劣，还需要根据实际应用场合选取适合光伏系统拓扑以及负载特性的优算法。本节将讨论集中式与分布式光伏并网系统，通过分析各种情况下光伏系统的拓扑情况、负载特性等因索，得到对MPPT控制的优化选取策略。光伏系统中的并网逆变器的基本功能是相同的。也就是说，当光伏电池输出在较大范围内变化时，能始终以尽可能髙的效率将光伏电池输出的低压直流电转化成与电网匹配的交流电流送人电网。光伏电池输出的大范围变动，主要原因是白天日照强度的变化，范围在200～1000W/m2。一般的，大部分并网逆变器都采用了全桥结构的主回路拓扑。换相方式主要有两种，分别是采用以电网2倍频率切换的并网换相（grid-commutated)和使用高频逆变电路的自换相（self-cummutated)方法所示。并网换相需要在逆变全桥之前电流波形已经整形成正弦半波；自换相方式则一般采用PWM调制或Bang-Bang控制。前者的优点是逆变环节几乎不产生开关损耗。但是，由于前直流变换器需要能输出正弦半波波形的电流，因此也可以看作将逆变环节的开关损耗转移到了直流变换环节

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