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种基于李雅普诺夫函数的MPPT稳定控制算法

汪友明;李艳;西安邮电大学自动化学院;

摘要: 针对传统的扰动观察法在光伏发电系统最大功率点跟踪(MPPT)中存在谐波高、寻找速度慢、鲁棒性差等诸多缺点,设计了一种基于李雅普诺夫函数的MPPT稳定控制算法。该算法采用李雅普诺夫函数应用于反推法之中,计算光伏发电系统的电压跟踪误差,推导功率开关器件的占空比函数,构造了一种新的DC/DC控制器,从而获取光伏发电系统的最大功率点。所提出的MPPT控制算法引入了积分作用,保证光伏发电系统具有全局渐进稳定的特性,提高了光伏发电系统非线性控制的鲁棒性。结果表明,基于李雅普诺夫函数的MPPT稳定控制算法输出波形趋于稳定,改善了最大功率点附近的振荡现象,跟踪最大功率点速率提高了46%。
关键词:光伏发电系统;最大功率点跟踪;李雅普诺夫函数;
基金:陕西省自然科学基金(2016JM8034); ;西安邮电大学创新基金(CXJJ2017044)~~; ;

参考文献:
[1]基于扰动观察法的光伏发电系统MPPT控制策略[J]. 杜娟,赵兴勇. 电力学报. 2017(04)
[2]光伏发电系统MPPT控制方法的研究及改进[J]. 刘军,王得发,薛蓉. 电子测量技术. 2016(05)
[3]太阳能池板最大功率跟踪技术的研究[J]. 邱冠华,王洪跃,吴阳,郭瑞. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2014(03)
[4]基于MATLAB的光伏电池建模方法的比较[J]. 范发靖,袁晓玲. 机械制造与自动化. 2012(02)
[5]基于Matlab/Simulink光伏电池模型的研究[J]. 杨金孝,朱琳. 现代电子技术. 2011(24)
[6]光伏系统最大功率点跟踪技术的比较[J]. 陈剑,赵争鸣,袁立强,查澜曦. 清华大学学报(自然科学版). 2010(05)
[7]光伏系统中最大功率点跟踪方法的研究[J]. 郭勇,孙超,陈新. 电力电子技术. 2009(11)
[8]基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析[J]. 周德佳,赵争鸣,吴理博,袁立强,孙晓瑛. 清华大学学报(自然科学版). 2007(07)
[1] MATLAB-based modeling to study the effects of partial shading on PV array characteristics. Patel, Hiren,Agarwal, Vivek. IEEE Transactions on Energy Conversion . 2008

  • 激光跟踪仪伺服驱动的在线死区补偿技术

    作者:张明玉;董登峰;程智;周维虎; 期刊:《电力电子技术》 2018年12期

    国家自然科学基金(61675211; ;61575209)~~; ;为改善激光跟踪仪工作在轻载环境下其伺服驱动的死区效应,此处分析了死区效应的产生机理,研究了由控制死区引起的电压损失并设计了相应的在线死区补偿算法。通过对由死区效应产生的三相电压扰动量进行坐标变换,转换到二维旋转坐标系下,使扰动电压矢量不再与三相电流极性有关,同时通过在线修改死区时间,使得扰动电压矢量和旋转坐标系下的转矩电流和磁链电流成比例变化,从而使得扰动电压矢量不再是几个离散矢量,而是随着电流矢量连续同步旋转。该方法避免了检测相电流的极性,在线实时补偿死区效应的影响,实验显示相电流波形畸变得到明显改善,其波形基本为规整的正弦波,补偿后电流环闭环控制精度在其他控制参数相同的条件下达到0.75%。提高了电机的控制性能,从而保障了激光跟踪仪的测量精度及跟踪性能。
    关键词:激光跟踪仪;死区效应;转矩电流;磁链电流;
    基金:国家自然科学基金(61675211; ;61575209)~~; ;

    参考文献:
    [1]变频器逆变单元控制死区时间补偿的新方法[J]. 张俊敏. 电气应用. 2010(20)
    [2]一种新颖的基于死区时间在线调整的SVPWM补偿算法[J]. 何正义,季学武,瞿文龙. 电工技术学报. 2009(06)
    [3]变频器逆变单元控制死区时间的补偿[J]. 郑志波,刘开培,陈华,陈勇强. 电气传动. 2005(11)

    激光跟踪仪死区效应转矩电流磁链电流

  • UPFC用TBS阀在线状态检测方法研究

    作者:樊宏伟;沈培锋;郭有强;王佳佳; 期刊:《电力电子技术》 2018年12期

    国网江苏省电力公司重点科技项目(J2017073)~~; ;在分析统一潮流控制器(UPFC)中晶闸管旁路开关(TBS)阀基本工作原理和结构组成的基础上,对TBS控制原理进行分析,提出了一种UPFC用TBS阀组晶闸管级在线状态检测方法。研究了现有TBS控制系统,对检测方法中的关键检测原理进行了详细分析。建立了TBS阀组晶闸管级仿真模型,研究了TBS晶闸管级临界触发条件下的回路响应和正向回检信号响应,最后通过仿真和试验对在线检测方法的可行性和合理性进行验证。研究结果可为TBS阀组的在线状态检测方法提供参考。
    关键词:统一潮流控制器;晶闸管旁路开关阀;在线检测;
    基金:国网江苏省电力公司重点科技项目(J2017073)~~; ;

    参考文献:
    [1]直流输电全景巡检换流阀非周期触发试验研究[J]. 范彩云,黄永瑞,李凯,徐鹏. 电力电子技术. 2018(02)
    [2]统一潮流控制器在苏南500kV电网中的应用[J]. 李鹏,林金娇,孔祥平. 电力工程技术. 2017(01)
    [3]统一潮流控制器在南京西环网的应用[J]. 蔡晖,祁万春,黄俊辉,谢珍建,汪惟源. 电力建设. 2015(08)

    统一潮流控制器晶闸管旁路开关阀在线检测

  • 饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响研究

    作者:刘磊;张翔;孙健;方太勋; 期刊:《电力电子技术》 2018年12期

    为研究换流阀饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响需搭建换流阀整体仿真模型。基于饱和电抗器结构搭建了其等效模型,再结合端间脉冲电压仿真与实验波形验证等效模型的准确性;研究并给出晶闸管单级宽频等效模型与换流阀阀塔分布电容网络,通过所搭建的换流阀整体模型仿真研究了冲击电压下晶闸管承受过电压情况,给出不同工况时晶闸管电压工作曲线,验证换流阀参数设计的合理性;研究陡波冲击实验时饱和电抗器各参数变化对晶闸管承受过电压的影响,给出饱和电抗器参数设计时重要的参考依据。结果表明换流阀及饱和电抗器参数设计合理,不同冲击电压时晶闸管均工作在安全电压范围内。
    关键词:饱和电抗器;晶闸管过电压;宽频等效模型;

    参考文献:
    [1]±800kV/4750A特高压直流换流阀宽频建模及电压分布特性研究[J]. 张文亮,汤广福. 中国电机工程学报. 2010(31)
    [2]高压直流换流阀过电压分布及其影响因素分析[J]. 孙海峰,崔翔,齐磊,王琦,黎小林. 中国电机工程学报. 2010(22)

    饱和电抗器晶闸管过电压宽频等效模型

  • 基于滑模策略的对转电机直接转矩控制

    作者:张其松;黄守道;罗德荣;钟义长; 期刊:《电力电子技术》 2018年12期

    国家自然科学基金(51577052)~~; ;针对对转永磁同步电机(PMSM)在采用直接转矩控制方式下定子磁链和转矩脉动较大的问题,提出一种改进的直接转矩控制方法,将滑模控制与直接转矩控制相结合,以定子磁链和电磁转矩为滑模面设计滑模控制器。利用Matlab软件对改进前后的对转PMSM直接转矩控制系统进行对比仿真研究。对比实验结果,改进的控制方法有效解决了定子磁链和转矩脉动较大的问题,同时兼具较快的系统响应速度。
    关键词:永磁同步电机;滑模控制;直接转矩控制;
    基金:国家自然科学基金(51577052)~~; ;

    参考文献:
    [1]基于改进滑模策略永磁同步电机SVM-DTC控制[J]. 孙运全,罗青松,刘恩杰. 电子器件.