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光伏并网逆变器最大功率点跟踪.ppt


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光伏并网逆变器最大功率点跟踪.ppt
文档介绍:
光伏并网逆变器最大功率点跟踪由以上两图可知,光伏电池既非恒压源,也非恒流源,是一种非线性直流源。输出电流在大部分工作电压范围内相对恒定,最终在一个足够高的电压之后,电流迅速下降至零。光伏电池的输出特性近似为矩形,即低压段近似为恒流源,接近开路电压时近似为恒压源;温度相同时,随着日照强度的增加,太阳能光伏电池的开路电压几乎不变,短路电流有所增加;日照强度相同时,随着温度的升高,太阳能光伏电池的开路电压下降,短路电流有所增加。下图a和b分别为光伏电池在温度变化和日照强度变化下的P-V特性曲线。从图中可以看出,在一定的温度和日照强度下,光伏电池具有惟一的最大功率点,当光伏电池工作在该点时,能输出当前温度和日照条件下的最大功率。在最大功率点左侧,光伏电池的输出功率随着工作点电压的增加而增大;在最大功率点右侧,光伏电池的输出功率随着工作点电压的增加而减小。当结温增加时,光伏电池的开路电压下降,短路电流略有增加,最大输出功率减小,当日照强度增加时,光伏电池的开路电压变化不大,短路电流增加明显,最大输出功率增加。从上面的分析中看出,光伏电池的输是一个随机的、不稳定的供电系统。工作时由于光伏电池的输出特性受负荷状态、光照强度、环境温度等的影响而大幅度变化,其短路电流与日照量几乎成正比关系增减,开路电压受温度变化的影响较大。从而使输出功率产生很大变化,即最大功率点时刻在变化。因此,就不能用一个简单的固定电阻或等效为一个固定的电阻以获取最大功率;另外,由于光伏电池的输出特性是复杂的非线性形式,难以确定其数学模型,无法用解析法求取最大功率。要想使光伏发电系统能够高效利用太阳能,获取最大功率输出,有必要跟踪控制最大功率点。最大功率点跟踪控制的发展现状目前国内外己有许多文献针对太阳能电池最大功率点跟踪的问题进行了讨论,常见有以下几种方法:(l)恒定电压控制法;(2)爬山法(扰动观测法);(3)导纳增量法;(4)基于梯度变步长的导纳增量法;(5)改进的爬山法。恒定电压控制法由图可以看出,在太阳能光伏电池温度变化不大时,太阳能光伏电池的输出产V特性曲线上的最大功率点几乎分布于一条垂直直线的两侧,因此若能将太阳能光伏电池输出电压控制在其最大功率点电压处,这时太阳能光伏电池将工作在最大功率点。2.控制方法的特点(1)控制简单,控制易实现;(2)系统不会出现因给定的控制电压剧烈变化而引起振荡,具有良好的稳定性;(3)控制精度差,系统最大功率跟踪的精度取决于给定电压值选择的合理性;(4)控制的适应性差,当系统外界环境,如太阳辐射强度,太阳能电池板温度发生改变时系统难以进行准确的最大功率点跟踪。3.3.2爬山法(扰动观察法)爬山法是目前实现MPPT常用的方法,它通过不断扰动太阳能光伏系统的工作点来寻找最大功率点的方向。其原理是先扰动输出电压值,然后测其功率变化与扰动之前的功率值比较,如果功率值增加,则表示扰动方向正确,继续朝同一方向扰动,如果扰动后功率值小于扰动前的值,则往相反的方向扰动。如上图所示,首先假设光伏电池工作电压可控制为逐渐增大,刚开始时光伏电池工作于Pn点上,由于工作电压的增大,下一时刻工作点移至Pn+1,此时有Pn<Pn+1,工作电压的继续增加使得工作点沿着功率曲线向上爬升到最大功率点Pm处,接着工作点继续向右移,此时会出现Pn>Pn+1,在此情况下,我们通过改变工作电压的变化方向(即使其转变为逐渐减小),工作点则从另外一个方向向峰顶爬升,如此反复控制光伏电池工作点电压的改变,从而实现工作点最终稳定工作于最大功率点附近。具体的流程图如下图所示。爬山法实质上是一个自寻优过程,通过对阵列当前输出电压与电流检测,得到当前阵列输出功率,再与已被存储的前一时刻阵列功率相比较,舍小存大,再检测,再比较,如此不停的周而复始,便可使阵列动态的工作在最大功率点上。此方法的优点是算法简单,容易实现,但对于光强快速变化的环境产生错误的跟踪,有较大的功率损失。有时还会发生程序控制在运行中的失序,出现“误判”。通过上图可以看出,在光强变化快速的情况下,假定系统一开始工作在S1曲线上①点,由于扰动的作用,这时工作点向右移动到了S2曲线上的②点,并且P②>P①,系统便认为此时最大功率点应该在②点的右边,仍向右调节工作点。如果光强按着此趋势不断的快速变化下去,则系统继续向右调节来寻找最大功率点。这样工作点便越来越偏离最大功率点,这种情况一直持续到光强变化缓慢或者停止变化,系统才能逐渐把工作点调整回最大功率点上。误判的产生 内容来自亚博www.totaldanceuk.com转载请标明出处.