mppt电压如何控制

带MPPT功能和电压控制的三相并网光伏发电技术

摘要：本文提出了带最大功率点跟踪（MPPT）和电压控制功能的三相并网光伏发电技术。根据光伏（PV）阵列的等效电路，建立了光伏阵列数学模型。基于VI特性曲线，通过牛顿法计算并网系统光伏阵列的MPPT。通过三个并网光伏发电系统的结构，建立了双闭环反馈控制策略。电压环被视为外部环路，与电网连接的电流环被视为内部环路。通过dqo坐标转换，与电网连接的电流被解耦成有功电流和无功电流。作为MPPT控制参考的直流电压用于调节有功电流，然而，来自于系统电压控制的交流电压用于主宰的无功电流。它实现了并网发电的MPPT和电压控制功能。最后，三相光伏并网发电系统被注入到分布式系统。本例系统实施了MPPT和电压功能控制策略，并成功完成模拟。仿真结果验证了提出的三相光伏并网系统模型和控制策略的有效性和准确性。

索引词：光伏阵列，三相光伏并网连接，最大功率点跟踪，电压控制，仿真;

Ⅰ.导引

世界上拥有丰富的太阳能，它对解决能源短缺和环境的污染问题很有帮助。光伏发电是一种高效利用太阳能的方法。在一般情况下，光伏发电系统可分为独立式发电系统与并网式发电系统。并网式发电系统是优于独立式发电系统的，因为它可以始终运行在最大功率点

光伏阵列的输出具有非线性性质，而且会随着外界环境的变化而改变，选取有效的最大功率点跟踪技术可以让系统工作在最大功率点，这样可以有效提高系统的发电量，因此MPPT技术是光伏系统的研究热点。 MPPT建模（分两类）：

1.通过求解dPdV?0来求出最大功率点，已知P-V关系式，通过求导解得最大功率点电压，电流、功率便可得知。

I?Isc?C1Isc(eV/(C2Voc)?1)；

C1?(1?ImIsc)e?(VmC2Voc)；

C2?(VmVoc?1)[ln(1?ImIoc)]?1；

V/(C2Voc)P?VIsc?CVI?1)； 1sc(edPeV/(C2Voc)eV/(C2Voc)V/(C2Voc)?Isc?C1Isc(e?1)?CVI?I?CVI 1sc1scdVC2VocC2Voc此方程为超越方程，一般用数值迭代法求解。此方法要求光伏电池的输出特性曲线已知。在复杂光照条件下，光伏阵列的输出特性表达式往往都很复杂，不易求解，在实际中用数据表和Lagrange 插值公式求得其近似多项式，再求得最大点。（计算复杂）

2.通过不断调整、测量、逐步寻找最大功率点 MPPT实现需要软硬件结合共同完成，软件主要指MPPT算法，硬件部分是直流变换电路

一种新的MPPT控制方法

一、背景技术

世界范围内的能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的两大重要因素，大力发展新的可替代能源已成为当务之急。太阳能发电作为一种新的电能生产方式，以其无污染、安全、资源丰富、分布广泛等特点显示出无比广阔的发展空间和应用前景。

光伏电池是太阳能发电的核心部分，但受原材料和器件本身特性的影响，目前光电转换效率较低，因此根据光伏电池输出特性进行最大功率点跟踪，使光伏电池工作在最大功率点附近，这种方法称为最大功率点跟踪，即MPPT，这种方法可以有效提高系统输出功率及对太阳能的利用率。 1、本发明创造所涉及的产品原本是一种什么产品？它最基本的功能或作用是什么？

本文研究了一种新的MPPT控制方法，它可以使光伏电池板工作于最大功率点处，本文采用改进的扰动观察法，引进一个变步长参数来解决在最大功率点附近波动大的问题，同时运用功率预测法解决了扰动观察法存在的“误判”问题，使系统效率以及对太阳能的利用率得到提高。

2、现有的、别人的同类产品的结构是什么样子的？

目前常用的最大功率点跟踪方法有扰动观察法的和电导增量法，扰动观察法的主要控制思想是周期性给光伏电池叠加一个扰动变量，观察其输出功率的变化，如

光伏阵列的输出具有非线性性质，而且会随着外界环境的变化而改变，选取有效的最大功率点跟踪技术可以让系统工作在最大功率点，这样可以有效提高系统的发电量，因此MPPT技术是光伏系统的研究热点。 MPPT建模（分两类）：

1.通过求解dPdV?0来求出最大功率点，已知P-V关系式，通过求导解得最大功率点电压，电流、功率便可得知。

I?Isc?C1Isc(eV/(C2Voc)?1)；

C1?(1?ImIsc)e?(VmC2Voc)；

C2?(VmVoc?1)[ln(1?ImIoc)]?1；

V/(C2Voc)P?VIsc?CVI?1)； 1sc(edPeV/(C2Voc)eV/(C2Voc)V/(C2Voc)?Isc?C1Isc(e?1)?CVI?I?CVI 1sc1scdVC2VocC2Voc此方程为超越方程，一般用数值迭代法求解。此方法要求光伏电池的输出特性曲线已知。在复杂光照条件下，光伏阵列的输出特性表达式往往都很复杂，不易求解，在实际中用数据表和Lagrange 插值公式求得其近似多项式，再求得最大点。（计算复杂）

2.通过不断调整、测量、逐步寻找最大功率点 MPPT实现需要软硬件结合共同完成，软件主要指MPPT算法，硬件部分是直流变换电路

如何区分相电压和线电压

相电压是什么？线电压是什么？他们之间有存在什么关系和区别，本文会一一解读。

三角形接线和不引出中性点的星形接线有三根端线是三相三相制，三根火线，380V，线电压。引出中性线的星形接线算上三根火线一共有四根电源线，三相四线制，一火一零，220V相电压。线电压是两个相的相电压的矢量和。线电压=2*相电压*cos30度=根号3*相电压即 380=根号3*220

很多时候，对于相电压，一般会被理解为相与相之间的电压也就是380V，而将线电压理解为220V，其实刚好相反了。

概念：相电压也就是我们经常说的220V家用电压，零线与火线之间的电压成为相电压，其实我们家里面的都是相电压。

线电压是直指任意两火线的电压，也就是我们常说的380V，其实就是相电压。相电压为220V，线电压为380V。

关系区别：远距离输送电过程中，电压越高，损耗就越低，这就是国家为什么一直在研究超高压输送电的原因（I=U/R）。一般高压输送电到终端用户端，再通过降压变压器降为市电220V/380V供给不同的用户。

对于三相四线制的电网中，三根相线中任意一根与零线间的电压成为相电压；三根相线中任意两根之间的电压成为线电压。三相电压的相位相差120度，线电压

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变频器是如何改变频率和电压控制电机的？

如果仅改变频率而不改变电压，频率降低时会使电机出于过电压（过励磁），导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时，电压却不可以继续增加，最高只能是等于电机的额定电压。

工频电源：由电网提供的动力电源（商用电源） 起动电流：当电机开始运转时，变频器的输出电流

变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动 电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的，所以电机起动电流和冲击要小些。

通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。

通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。

1.当变频器调速到大于50Hz频率时，电机的输出转矩将降低 通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此

1.1.1.1.1.2

静止同步补偿器电压调节

控制特性说明

张皎

静止同步补偿器是一种由并联接入系统的电压源换流器构成的动态无功补偿装置，又简称为STATCOM或SVG。其输出的容性或感性无功电流连续可调，其输出无功电流在可运行电压范围内与系统电压无关，具有良好的无功控制能力。

一、SVG主要控制方式简介

静止同步补偿器目前广泛用于新能源接入领域，用于校正功率因数、稳定电压和提高风机或光伏变流器低电压/高电压穿越能力。静止无功补偿装置的控制模式主要分为如下几种：恒无功控制模式、无功控制模式和电压控制模式等基本控制模式，主要的控制模式说明如下：

1、恒无功控制模式

通过闭环控制，使链式STATCOM运行在给定无功功率状态的控制模式。此模式主要应用于设备调试、检修或功能特性测试时，当特殊情况下需要手动指定输出无功的时候也可使用此模式。

2、电压控制模式

通过闭环控制，使考核点电压维持在设定水平的控制模式，是SVG连续运行控制的基本模式之一。

-精品-

1.1.1.1.1.2

3、无功控制模式

使负荷的无功量与SVG输出无功之差维持在一个规定的范围内的控制方式，即总无功不超过一个定值，这个值根据系统要求确定，称为调节死区。

4、电压无功联合控制方式

以上电压控制方式和无功控制方

国内光伏发电双模式MPPT控制算法研究现状

【分类号】：tm615；tm464

摘要：近年来，国内出现了许多双模式mppt算法，即把各种单一的算法两两相结合而改进的新算法。这些新算法比单一的算法更能满足设计的快速性、稳定性和鲁棒性。本文就这些双模式mppt控制算法控制原理及优越性进行分析，并指出其不足。 关键字：光伏发电；mppt；双模式mppt算法 1.太阳能电池特性分析

许多文献都介绍了如图1.1和1.2所示的太阳能电池的单二极管等效电路模型，以及图1.3中的光伏电池输出特性曲线。图1.1为理想情况下忽略了光伏电池自身阻抗的电路图，这是因为在图1.2中的电阻rs为低阻值，一般数量级 ，而rsh为高阻值，数量级为 ，所以两个内阻rs和rsh一般忽略。 2.双模式mppt算法研究

传统的单一的mppt算法思路简单，容易实现，然而已不能满足人们所期望的精度、快速性和鲁棒性。近年来，出现了许多双模式mppt控制算法，即把单一的各种算法两两相结合的改进的新算法，扬长避短，提高了光伏电池的效率。这些算法多是在基本算法的基础上结合其他算法改进的，现就其原理和特点和发展现状进行研究。 2.1短路电流法结合扰动观察法

短路电流法结合扰动观察法，它实质是扰动

模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用

黄克亚

苏州大学阳澄湖校区，江苏 苏州，215137

摘要：光伏电池的输出功率随外部环境和负载的变化而变化，为有效利用太阳能，需要对其进行最大功率点跟踪(MPPT)。模糊控制属于有差控制，在最大功率点附近仍有振荡存在，为进一步提高光伏发电MPPT控制品质，提出一种基于占空比扰动的模糊PID双模控制策略。其基本方法是直接将占空比作为控制变量，在模糊控制基础上加入了传统的PID控制，在大偏差范围内采用模糊控制进行快速响应调整，在小偏差范围内的精度调整采用常规PID控制，该方法实现了MPPT精确性和快速性的兼备。仿真结果表明，该方法能够快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点，避免在最大功率点的振荡，提高了能量转换效率。

关键词：最大功率点跟踪；模糊控制；比例积分微分控制；仿真 中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

Application of Fuzzy PID control in MPPT of Photovoltaic Power Generating System

HUANG Ke-ya

Yangcheng Lake Campus of Soochow University, Su

错误！未找到引用源。

毕 业 论 文

论文题目 MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计 系（部） 电力工程系 学科专业 新能源应用技术 班 级 错误！未指定书签。 姓 名 阿卜杜热伊木 学 号 2011232560 指导教师 刘 华

二〇一四年四月二十八日

新疆工程学院毕业论文任务书

学 生 姓 名 论 文 题 目 接受任务日期 指 导 教 师 阿卜杜热伊木 专 业 班 级 新能源11-1班 MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计 2014年3月5日 刘华 完成任务日期 指导教师单位 2014年4月28日 新疆工程学院 设计任务或主要技术指标： 1.设计任务 （1）设计基于MPPT控制算法的太阳能光伏系统； 论文要求 （2）控制方案的选择