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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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为光伏系统最大功率点跟踪通过扰乱和观察方法使用巴克转换器

M.S.Sivagamasundari1,Dr.P。梅尔巴玛丽2,V.K.Velvizhi3
  1. 助理教授,EEE, V V工程学院,Tisaiyanvilai Tamilnadu、印度
  2. 本金,EEE, V V工程学院,Tisaiyanvilai Tamilnadu、印度
  3. 助理教授,EEE, V V工程学院,Tisaiyanvilai Tamilnadu、印度
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文摘

能源,特别是替代能源对于一个国家的发展至关重要。在未来,世界预计开发更多的太阳能资源潜力作为替代能源来克服供电的持续短缺和不可靠性。为了最大化系统组件的输出功率应优化光伏系统。翻译为优化最大功率点跟踪(MPPT)是一种很有前途的技术,网格领带逆变器,太阳能电池充电器和类似设备使用得到最大可能的功率从一个或多个太阳能电池板。在不同的方法用于追踪最大功率点,扰乱和观察方法是一种策略优化的功率输出数组。在这种方法中,控制器调整电压的少量数组和措施的权力,如果功率增加,进一步调整方向尝试直到权力不再增加。在本研究论文的系统性能优化扰乱和观察方法使用巴克转换器。通过改变巴克提高转换器的工作周期,源阻抗可以调整负载阻抗匹配来提高系统的效率。MATLAB / Simulink的性能进行了研究。



关键字
最大功率点跟踪,光伏系统,巴克提高转换器,扰乱和观察方法,直流电

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一个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PV模块出现带来了一系列的问题,从绝缘状况的变化。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[1 - 3]。大量的研究已经完成改善光伏模块的效率。一些方法如何追踪最大功率点的光伏模块提出了解决问题的效率和产品使用这些方法一直为消费者制造,目前商用[1 - 3]。现在随着市场充斥着各种翻译这些MPPT,为了提高光伏模块的效率在不同日晒条件尚不清楚有多少能真正兑现自己的承诺在各种领域的条件下。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]。
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(4、5)。直流/直流转换器(加强/下台)的目的是转移最大功率太阳能光伏模块的负载。直流/直流转换器作为负载和模块之间的接口图1 [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[5]。翻译因此MPPT方法需要保持光伏阵列的操作在MPP [6]。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(4,6 - 9),增量电导(IC)方法[7,10 - 12],模糊逻辑方法(2、4、6、11)等。
在本研究论文的系统性能优化扰乱和观察方法使用巴克转换器。通过改变巴克提高转换器的工作周期,源阻抗可以调整负载阻抗匹配来提高系统的效率。MATLAB / Simulink的性能进行了研究。

光伏系统
光伏(PV)系统直接将太阳能转化为电能。光伏系统的基本设备是光伏电池。细胞可能是分组形成数组。可用的电压和电流在光伏设备的终端可以直接喂小负载如照明系统和直流电机或连接到一个网格通过使用适当的能量转换装置。光伏发电系统由光伏模块等主要部分,充电器,电池,逆变器和负载。

等效模型
光伏电池是一种用于将太阳辐射直接转换为电能的装置。它由两个或两个以上的半导体材料薄层,最常见的硅。当硅暴露,电荷产生。光伏电池通常是由电子等效one-diode模型图1所示。
模型包含一个电流源,一个二极管,内部分流电阻和串联电阻代表每个单元格内的阻力。净电流之间的差异照片当前和普通二极管电流是由方程。[13]。
图像
图像(2)
在哪里
我是细胞电流(A)。
问是电子的电荷(外壳)。
K是玻尔兹曼常数(j / K)。
T细胞的温度(K)。
照片我L是电流(A)。
Io是二极管饱和电流。(A)
Rs, Rsh细胞系列和分流电阻(欧姆)。V是电池的输出电压(V)。

电流-电压曲线光伏电池
光伏电池的电流-电压特性曲线在一定辐照度在一个固定的细胞温度图2所示。当前从光伏电池取决于外部电压和阳光在细胞的数量。PV电池电路时短,目前是最大和细胞的电压为零。当光伏电池电路是开放的,电压最大,电流为零。

光伏电池功率-电压曲线
光伏电池的功率-电压曲线是图3所示。P是光伏阵列的功率提取和V的端电压是光伏阵列。这条曲线由于当前日晒和温度变化。日晒增加时,可以从光伏阵列增加而当温度增加的力量可以从光伏阵列减少。[14]

巴克提振转换器
巴克提振转换器是一个DC-to-DC电源转换器的输出电压大于或小于其输入电压。buck变换器拓扑结构的结合,推动在级联变换器拓扑。输出输入转换比也是一个产品的比率在巴克转换器和boost变换器。输出电压控制通过控制switch-duty周期。术语D的责任比和定义为比的时间切换到总开关。这显示了输出电压hgh或低于输入电压,根据负载比D。

最大功率点跟踪
在光伏系统最大功率点起着重要的作用,因为他们从光伏系统输出功率最大化对于给定的条件,因此数组效率最大化。有不同的方法用来跟踪最大功率点
1。扰乱和观察方法
2。增量电导法
3所示。寄生电容的方法
4所示。恒压法
在不同的方法用于追踪最大功率点,扰乱和观察方法是应用最广泛的方法在PV MPPTs和翻译对其他MPPT方法具有很强的竞争力。

扰乱和观察方法
在这种方法中一个轻微的扰动引入系统[7]。这个扰动会导致太阳能模块的力量变化。如果权力增加由于扰动扰动是继续在这个方向上[15]。后达到峰值功率电源在下一个瞬间降低,因此在微扰逆转。当达到稳态时峰值点附近振荡的方法。为了保持权力变异小扰动的大小是非常小的。该方法开发了以这样一种方式,它设置一个参考电压的模块对应的峰值电压模块。PI控制器然后行为模块的操作点移动到那个特定的电压水平。可以看出有一些能量损失由于这种扰动也未能跟踪快速不同大气条件下的力量。但是这种方法非常流行和简单的[7]。

该方法的框图
Figure.4显示了该方法的框图。它使用巴克提高变换器的输出电压调整光伏面板。巴克提振转换器能够加强或下台的输出电压源电压。转换器是由PID控制与2输入和1输出和系统性能优化的扰乱和观察方法。美联储输入电压和电流的光伏终端,而巴克提高转换器的输出提供了工作周期。巴克提振转换器控制输出电压的不同责任周期k,开关。工作周期是指传导时间的比率和总开关。在其运作过程中,半导体开关打开吨毫秒和关闭设备定期毫秒。通过调整k在预定义的值取决于光伏电压和电流,输出功率的光伏可以维持在最大点。k的值是由PID控制器。

仿真结果
在这篇文章中,发达与MATLAB / SIMULINK仿真模型。该方法的仿真模型是图5所示,波形图6所示。该电路需要从光伏电池提供独立的直流源。美联储输入电压和电流的光伏终端,而巴克提高转换器的输出提供了工作周期。输入电压24 v,输出电压在巴克提振了48.2 v和图7所示。巴克提振转换器控制输出电压的不同责任周期k,开关和k的值是0.67计算使用公式Vo = Vs * k / 1 - k。如果我们改变脉冲宽度的脉冲发生器输出可以得到不同的电压范围。一旦巴克提高注入变频器的功率从光伏面板和PID控制器启动功能,它的价值变化工作周期将改变输入值所感觉到的PID控制器。通过使用PID控制器系统中的错误被最小化,improved.Table.1效率。下面显示了光伏面板的输出值。
光伏电池温度保持在25摄氏度,太阳常数强度不同步骤的额定值1200 w /平方米。从图7,当前稍稍增加增加强度从而提高太阳能电池的输出功率。

结论
在目前的工作,最大功率点跟踪是成功由本研究使用扰乱和观察方法。光伏模块工作在光生伏打效应实际上提高了系统效率。与其他的最大功率点跟踪方法相比,扰乱和观察方法似乎是简单的优化光伏系统使用巴克转换器。通过改变巴克提高转换器的工作周期,源阻抗可以调整负载阻抗匹配,提高了系统的效率。MATLAB / Simulink的性能进行了研究。在未来,可以进行最大功率点跟踪没有控制器的使用以减少硬件的成本和并发症可以删除。

表乍一看
表的图标
表1

数据乍一看
图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图4
图5 图1 图2 图3
图5 图6 图7 图8

引用















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