研究目的
提出一种性能改进的MPPT控制器,用于光伏系统,以增强对太阳辐照度快速变化和直流母线电压波动的动态响应能力。
研究成果
所提出的最大功率点跟踪(MPPT)控制器采用对光伏电压而非电抗器电流施加微分控制,展现出更优异的动态性能。与常规方法相比,在直流母线电压波动期间可将光伏功率下降幅度降低80%,且在光照强度快速变化时仍能保持良好响应,在跟踪速度和平均功率输出方面均优于现有方案。
研究不足
该研究基于电路仿真(PSIM),可能无法完全反映实际工况或硬件缺陷。系统规模约为400V直流供电系统的1/20,对更大系统的普适性有限。仅测试了特定参数变化(Isc和Vbus),且微分控制增益固定,不同场景可能需要优化。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用直流-直流升压变换器模型的电路仿真方法。所提出的最大功率点跟踪(MPPT)控制器结合了扰动观察法(P&O)与施加于光伏面板电压的微分控制,相较于现有方法中对电抗器电流施加微分控制的方式。
2:样本选择与数据来源:
使用具有短路电流(Isc)变化(1A至3A)和直流母线电压波动(15V至20V)等参数的模拟光伏面板模型。
3:实验设备与材料清单:
仿真涉及一个直流-直流升压变换器,其组件包括电感(L=300μH)、电容(Ci和Co=800μF)以及12位分辨率的ADC。采用电路仿真软件PSIM。
4:实验步骤与操作流程:
进行仿真以观察在指定电压和电流变化下的瞬态响应,控制参数设置为(例如,开关频率fs=100kHz,MPPT频率fMPPT=100Hz,扰动ΔD=0.01,微分增益GD_v=0.2/V,GD_i=0.2/A)。
5:01,微分增益GD_v=2/V,GD_i=2/A)。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过比较传统方法、现有方法和所提出方法在功率输出(Pi)、电压(Vi)、电流(iL)和占空比(D[n])响应方面的表现,利用仿真结果的图形分析进行性能评估。
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