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国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

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CHBMLI翻译各种MPPT算法设计与分析

I.Vedasangamithra1,N.Selvarani2
  1. PG学生(PED),部门EEE, PSNA Engg和技术学院Dindigul Tamilnadu、印度
  2. 副教授,EEE称,PSNA Engg和技术学院Dindigul Tamilnadu、印度
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文摘

这项工作提出了一个详细的分析的两个最著名的最大功率点跟踪翻译(MPPT)算法:在perturb-and-observe (P&O)和增量电导(INC)光伏系统在多电平级联h桥逆变器(PV)。该系统显示输出电压和效率P&O和公司的基于比较的算法。脉冲的宽度是不同的,不同操作系统的价值。在这种系统产生九级使用h桥逆变器正弦输出电压。这个设置是分析通过使用Matlab仿真软件和多电平逆变器输出的效率进行了比较。

关键字
光伏电池(PV);Perturb-and-observe (P&O);增量电导(INC);提高转换器;造型;设计;翻译最大功率点跟踪(MPPT);模拟、h桥多电平逆变器(HBMLI)。

介绍
电力需求的快速增长,最近的全球变暖等环境条件的变化导致了需要新的廉价和可持续的能源,减少碳排放。太阳能的探索提供了有前景的结果找到解决问题的办法。太阳能的利用使用光伏模块的出现带来了一系列的问题,改变绝缘条件[1 - 2]。这些变化在保温条件下严重影响效率和输出功率的光伏模块。大量的研究已经完成改善光伏模块的效率。许多方法的最大功率点跟踪光伏模块提出了解决问题的效率和产品已经制造和使用这些方法现在消费者的商用[1]。本研究然后看着一种不同类型的转换器如何影响模块的输出功率和翻译也调查如果MPPT说高效和跟踪真正的各种条件下的最大功率点[1 - 3]。
翻译一个MPPT用于提取的最大功率太阳能光伏模块和传输功率的负载。直流/直流转换器作为负载和模块之间的接口[5]。通过改变占空比看到的负载阻抗的来源是多样和匹配点的峰值功率与源转移的最大权力[4]。翻译因此MPPT方法需要保持在MPP光伏阵列的操作。在文学翻译许多MPPT方法提出了;例子是扰乱和观察(P&O)方法,增量电导(IC)方法等。在这工作两个最受欢迎的翻译的MPPT方法扰乱,观察(P&O)和增量电导方法上实现级联多电平逆变器输出电压,和效率相比,这在仿真的工作已经完成。
图像

光伏系统的设计
光伏电池是一种半导体设备,吸收光的能量转换成电能,光生伏打效应[3]。图2.1显示了光伏电池的等效电路。
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直流/直流转换器
直流/直流转换器是用来转移从太阳能光伏电池最大功率负载。这个转换器之间提供一个接口加载和光伏电池。通过改变工作周期,负载阻抗变化和匹配点的峰值功率源,以转移的最大力量。

提高转换器的工作原理
图3.1显示了提高变换器的拓扑结构。对于这个转换器,功率流是通过开/关控制的开关晶体管的工作周期。意味着当开关,顺时针方向的电流流经电感,电感存储Vi I1的能量。当开关方式,增加阻抗的电流将减少。电感释放电流通过二极管D C电容器和负载r .电感的极性变化。和积累的能量感应器在使用状态将被释放,(Vc-Vi) I1爱打扮的人。D在哪里工作周期。它代表了一部分的换向周期T开关。因为,输出电压总是高于源电压。
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MPPT方法
在p - v曲线上,有一个地方光伏电池产生的最大力量,这一点总是位于曲线的膝盖,和被称为最大功率点(MPP)。由于光伏电池的输出功率是完全基于太阳辐射、温度和负载,输出特性是非线性的。光伏系统有必要在不断变化的外部环境下的最大功率点工作达到最佳性能。提取光伏电池的最大功率和传输功率的负载翻译可以通过MPPT算法。几个算法用于跟踪最大功率点。最常用,
我,扰乱,观察算法(P&O)
二世。增量电导算法(公司气孔导度)

我,扰乱,观察算法(P&O)
简单和易于实现P&O算法主要是使用。顾名思义,这种方法是通过破坏系统和观察对光伏模块的输出功率的影响。如果操作电压扰动在给定方向和力量增加(dP / dV > 0),那么很明显,已经操作指向MPP干扰。P&O算法将继续在同一个方向干扰电压。缺点,如果功率下降(dP / dV < 0),那么干扰已经远离MPP的操作点。该算法将反向后续扰动的方向。总结了该算法的流程图(图4.1)和模拟图(图4.2)。
图像
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二世。增量电导(IncCond)
这种方法是基于事实,面板的功率曲线的斜率为零在MPP,积极的和消极的左边。这种方法是基于事实,面板的功率曲线的斜率为零在MPP,积极的和消极的左边。
自
MPP可以跟踪通过对比瞬时电导(Gci = I / V)所示的增量电导流程图(图4.2)和模拟图(图4.4)Vref光伏面板的参考电压是被迫在MPP, Vref = VMPP。一旦达到MPP,操作维护,除非改变Δ观察,表明大气条件的变化,因此边际产量。该算法跟踪新MPP Vref增加或减少。
图像
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h桥级联多电平逆变器
比较研究不同拓扑结构的多层互连生产相同的五级输出可在文献中。拓扑提出了采用多字符串太阳能电池产生同等的步骤9级输出。该逆变器由四个H-bridges每阶段如5.1图所示。每个H-bridges连接到太阳能的字符串值维持在0.25伏直流。通过适当地打开和关闭开关的H1, H2, H3, H4输出电压V0可以获得Vdc, 0.75 Vdc, 0.5 Vdc,负面循环也0.25 Vdc,级联的输出显示的模拟部分。电容器电压感觉到一个运放比较器和美联储。比较器输出给FPGA处理器调节电容器的电压。
图像

仿真和结果
增量电导和扰乱的流程图和翻译观察MPPT算法在Matlab / Simulink中实现。仿真结果翻译的MPPT脉宽调制输出如图6.1所示。在这个有各种瞬时脉冲宽度取决于太阳能输出。这个脉冲用来刺激提高变换器的功率MOSFET。图6.2显示了boost变换器的输出电压。它来自太阳能输入字符串(每个字符串生成20 v),提高了电压水平根据脉冲的宽度。提高转炉生产50 v逆变器输出。的级联h桥多电平逆变器有四个桥接网络,根据逆变器开关切换序列产生九级楼梯正弦输出电压。
图像
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逆变器输出波形的时间(S)和电压(V)
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表1
比较的结果P&O和公司算法使用Boost变换器
翻译的比较分析MPPT算法通过下表进行了讨论。
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结论
因此,研究提出了一种最大功率点跟踪效率的实验比较翻译几个MPPT控制算法。翻译的MPPT控制器调整提高变换器的工作周期的事件的任何改变辐照度提供最大可能的力量。另外实现级联多电平逆变器也在这里,多电平逆变器的性能比较的基础上,两个翻译主要用于MPPT算法。尽管P&O和公司方法跟踪最大功率在不同大气条件下,P&O方法跟踪最大功率比公司有效地方法。

引用
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  3. y陈和k·m·斯梅德利”,一个具有成本效益的单级逆变器与最大功率点跟踪,“IEEE反式。电力电子。,5卷,不。19日,页。1289 - 1294年,2004年9月。
  4. e . v . Solodovnik s . Liu和r . a . Dougal”力量的最大功率跟踪控制器设计太阳能设施,“IEEE反式。电力电子。,19卷,不。5,页1295 - 1304,2004年9月。
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  8. a . Pandey:达斯古普塔,a . k . Mukerjee”设计问题在翻译实现MPPT改善跟踪和动态性能”,IEEE IECON, 2006年,页4387439
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