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技術(shù)應(yīng)用:一種單級(jí)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的MPPT算法的分析(上)【精華】
日期:2014-09-16   [復(fù)制鏈接]
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2、單級(jí)式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

2.1、單級(jí)式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)?br />

單級(jí)式的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏陣列、DC-AC環(huán)節(jié)及濾波環(huán)節(jié)等構(gòu)成。控制部分則主要有最大功率點(diǎn)跟蹤控制及你變控制,前者控制系統(tǒng)工作于光伏陣列的最大功率點(diǎn),后者控制直流到交流的逆變過程。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
技術(shù)應(yīng)用:一種單級(jí)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的MPPT算法的分析(上)2

圖2 單級(jí)式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2.2、最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略

早期的最大功率跟蹤采用固定電壓法(CVT)實(shí)現(xiàn),雖然能保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作,但卻無法使系統(tǒng)真正工作于最大功率點(diǎn),造成了大量的能量損耗。近年來,隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展,MPPT逐漸引入到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中,目前,國(guó)內(nèi)外研究的MPPT控制算法很多,如擾動(dòng)觀察法(P&O)、電導(dǎo)增量法(INC)、滯環(huán)比較法等,另外,為了提高系統(tǒng)的魯棒性,許多學(xué)者把一些智能控制算法引入到MPPT中,如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊控制法等,這些算法都有著各自的一些優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合。

普通的MPPT控制算法多為一階的控制策略,通過改變相關(guān)的控制量,使得光伏陣列的輸出功率或一些相關(guān)變量發(fā)生變化,通過判斷變化前后這些變量在曲線上的位置確定下一步的控制方式,從而使得系統(tǒng)工作點(diǎn)逐步向最大功率點(diǎn)靠近。這種控制方式在雙級(jí)或離線式的光伏逆變器中是可行的,但是在單級(jí)式的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中一階的MPPT控制策略穩(wěn)定性差,將會(huì)導(dǎo)致母線電壓崩潰或輸出功率振蕩,系統(tǒng)無法正常工作。

早期的CVT法雖然無法真正尋優(yōu)到最大功率點(diǎn),但其穩(wěn)定性高,而常規(guī)的MPPT控制算法雖能尋優(yōu)到最大功率點(diǎn),但穩(wěn)定性差,因此,為了兼顧系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率點(diǎn)尋優(yōu)的準(zhǔn)確性,本文將CVT法與一類改進(jìn)擾動(dòng)觀察法結(jié)合,提出了一種新的適合單級(jí)式光伏系統(tǒng)的MPPT控制策略,考慮光伏陣列工作點(diǎn)易隨環(huán)境幻化而變化,因此本文的CVT采用模糊PI來實(shí)現(xiàn),為了便于下文說明,這里將此法簡(jiǎn)稱為FPO-MPPT,其控制框圖如圖3所示。
技術(shù)應(yīng)用:一種單級(jí)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的MPPT算法的分析(上)3

圖3 FPO-MPPT控制框圖

FPO-MPPT算法的核心思想是穩(wěn)壓為主,控流為輔。即系統(tǒng)正常工作過程中首先要確保母線電壓的穩(wěn)定,在母線電壓穩(wěn)定的前提下再去調(diào)節(jié)輸出電流以控制回饋到電網(wǎng)的功率。這樣便可保證在光照變化相當(dāng)劇烈的情況下,系統(tǒng)也能穩(wěn)定地向電網(wǎng)回饋電能,不致因母線電壓的崩潰而使系統(tǒng)停止供電。

 
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來源:OFweek太陽能光伏網(wǎng)
 
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