Wangchuan تشوان، SUN شيا 1، 1 تشيان هوى، شو يان دونغ 2
(1. جامعة انهوى، وانهوى هواينان 232000؛ 2. مدينة شوتشو بمقاطعة جيانغسو، 73682 جندي، سوزهو، وجيانغسو 221000)
أولا، مبدأ العمل الأساسي للخلية الضوئية، ودراسة خوارزمية MPPT التقليدية، وعلى أساس التحسينات التي، يجمع بين مزايا الجهد والاضطراب والمراقبة الطريقة، لا يتم إعطاء الطريقة التقليدية للتغلب على قيمة الجهد الأولية العيب متغير، جنبا إلى جنب مع خطوة صغيرة وطريقة خطوة كبيرة طريقة اضطراب اضطراب، محسن-تحسين الذات اضطراب الجهد وطريقة الملاحظة. محاكاة SIMULINK بهذه الطريقة لديها والاستجابة السريعة والصغيرة الموجي التشويه، ويمكن تحسين دقة والاستقرار الشاملة المزايا.
TM615 + 0.2
كود الوثيقة: A
10.16157 / j.issn.0258-7998.2016.07.036
شكل الاقتباس الصيني: Wangchuan تشوان، والشمس شيا، تشيان هوى، الخ PV MPPT خوارزمية على أساس الاضطرابات الجهد تحسين الذات التكنولوجيا الالكترونية، 2016،42 (7): 142-145.
الإنجليزية شكل الاقتباس: وانغ Chuanchuan، الشمس شيا، تشيان هوى، وآخرون. دراسة عن MPPT الذات تسعى الأمثل طريقة اضطراب .Application من تقنيات الالكترونية، 2016،42 (7): 142-145.
0 مقدمة
الطاقة في تعزيز التنمية الاقتصادية في العالم والازدهار في عجلة القيادة، ويرجع ذلك إلى انخفاض حاد في إنتاج الوقود الأحفوري، وكيفية السعي أصبحت الطاقة المتجددة البديلة محور الدول مشكلة في العالم. كطاقة غير الملوثة ولا ينضب، والطاقة الشمسية في العقدين الماضيين، جذبت المزيد من الاهتمام. وبما أن توليد الطاقة الضوئية تكلفة نظام الجمعية هي مرتفعة جدا، وزيادة كفاءة صناعة الضوئية هي المفتاح لتطوير وتعزيز ، وتحسين خوارزمية MPPT تصبح بطبيعة الحال باحثين الساخن. طرق MPPT المستخدمة تقليديا تتضمن طريقة الجهد المستمر، وهو اضطراب والمراقبة الطريقة، طريقة تصرف تدريجي وما شابه ذلك. حيث يضم طريقة اضطراب والمراقبة والملاحظة الجهد اضطراب واجب اضطراب دورة والمراقبة الأسلوب، وطريقة للسيطرة على المبدأ هو بسيط، ولكن هناك مشاكل خطيرة في المنطقة المجاورة لنقطة الطاقة القصوى التذبذب وارتفاع تصرف تدريجي والدقة عن طريق تعديل صيغة حكم المنطق يمكن أن تقلل بشكل فعال عتبة التذبذب ولكن خطوة صعبة والاختيار، وسوء التقدير قد تحدث عند تغيير البيئة المفاجئ. لأسلوب التحكم غامض الرواية، ويرجع ذلك إلى الاستخدام المباشر للتحكم قواعد الجدول، وبسرعة تتبع التقلبات السريعة صغيرة والاستقرار الديناميكي، والعيب هو لا يمكن أن يعرف عدم وجود تصميم المنهجي لأسلوب التحكم لأهداف السيطرة، ودورة طويلة جدا، وتكلفة نسبيا عالية ، وتصميم من الصعب نسبيا.
وبناء على التحليل السابق للMPPT الضوئية التقليدية، فإن هذه الورقة يعرض الجهد اضطراب MPPT خوارزمية تحسين الذات. هذه الخوارزمية يجمع بين الاضطراب والمراقبة الطريقة، والاستفادة من طريقة الجهد المستمر، جنبا إلى جنب مع طول الخطوة وطريقة صغيرة خطوة اضطراب طريقة اضطراب ، فإن الخطوة يمكن أن تعدل تلقائيا وفقا للتغيرات في البيئة الخارجية، للحفاظ على قيمة الحد الأقصى من الجهد الأولي أم من التغلب على نحو فعال الأدب المذكورة خطأ تتبع نظرا لعدم الدقة الجهد طريقة اضطراب معين. باستخدام MATLAB / SIMULINK منصة محاكاة لبناء نموذج الخلية الضوئية، وتبين نتائج المحاكاة أن الأسلوب له ميزة الأخذ في الاعتبار سرعة دقة الاستجابة والتحكم في محيط الأقصى تتبع باور بوينت يمكن أن يستقر لتحسين دقة والاستقرار في نقطة الطاقة القصوى، والحد من فقدان الطاقة .
1 الخلايا الضوئية نموذج رياضي
ويبين الشكل 1 نموذج مماثل من الدائرة الخلايا الضوئية، المقاوم تحويلة آر إس إتش هو مقاومة تسرب ما يعادلها، روبية المقاومة سلسلة يعادل خلية الضوئية.
الحصول عليها بسهولة من الانتاج الحالي لمبدأ الدائرة الخلية الضوئية:
في الصيغة، التي أعرب عنها ماس كهربائى IPH الحالي، الصمام الثنائي التشبع الحالي التوصيل أيو، يتم تمثيل الثنائي كما ثابت ن، ف هو المسؤول عن الإلكترون (1.6 10-19C)، K هو ثابت بولتزمان (1.38 10-23J / K). الشكل أعلاه أي ما يعادل آر إس إتش مقاومة تسرب مقاومة كبيرة عموما، لذلك عادة نتجاهل تأثيره، وروبية فيما يتعلق الصمام الثنائي على المقاومة يمكن تجاهلها لتبسيط المتاحة:
عموما روبية هو أصغر بكثير من المقاومة إلى الأمام الصمام الثنائي، تعيين IPH = تكاليف الدعم غير المباشر، عندما تكون في حالة فتح وأقصى نقطة قوة، والحاجة إلى النظر في العلاقة بين الجهد والتيار. في أقصى الظروف باور بوينت: في U = أم، I = ايم، الدائرة المفتوحة: U = عضو، I = 0، وبناء على التحليل السابق الخلية الضوئية نموذج الرياضية يمكن تبسيط لإعطاء صيغة (3):
حيث: أ = 0.0025 / ، ب = 0.5، ج = 0.00288 / ، والبريد هو اللوغاريتم الطبيعي. النموذج الرياضي مما أدى إلى أداة محاكاة ماتلاب لبناء نموذج الخلية الضوئية، كما هو موضح في الشكل 2، FIG. 3.
المعالم الرئيسية المقدمة من قبل الشركة المصنعة من تكاليف الدعم غير المباشر = 3.90 A، عضو = 21.6 V، ايم = 3.45 A، أم = 17.4 V، قوة من مستوى حوالي 60 W. المحاكاة عند درجات حرارة مختلفة لإعطاء كثافات مختلفة الخفيفة درجة الحرارة القياسية ومستوى شدة الإضاءة I-U، P-U منحنى مميزة، كما هو مبين، ونتيجة المحاكاة، وبما يتفق مع المعايير المقدمة من قبل الشركة المصنعة 4 .
2 تحسين خوارزمية MPPT
المبدأ التقليدي في طريقة اضطراب مراقب بسيط وسهل التنفيذ، ولكن في كثير من الأحيان في الطريق الخطأ عند نقطة الطاقة القصوى للموجة الصدمة وبشكل ملحوظ، مما أدى إلى خسائر فادحة في مشاكل الطاقة. وعلاوة على ذلك، عندما أكبر خطوة اضطراب، ومجموعة أكبر من التذبذب خلال حالة مستقرة، وفقدان الطاقة أشد، إذا كان حجم خطوة اضطراب صغير جدا، والتغيير في البيئة الخارجية لا يمكن أن تستجيب بسرعة ل. من أجل أن تأخذ في الاعتبار وصف متطلبات السرعة والدقة لتتبع، اضطراب وطريقة الملاحظة هنا يجمع بين مزايا الجهد المستمر، جنبا إلى جنب مع طول خطوة وخطوة اضطراب صغير طريقة طريقة الاضطراب، اقترحنا اضطراب الجهد تحسين الذات وطريقة الملاحظة. أولا، وفقا لمبادئ الجهد المستمر، أي عندما تكون درجة الحرارة ثابتة، نقطة الطاقة القصوى للخلية الضوئية مرتبة في تقريب خط مستقيم، وإذا كان خط عمودي يقترب من خط مستقيم بدلا من ذلك، فإن الجهد الذي يقام في قيمة ثابتة، الخلية الضوئية هي أقصى نقطة انتاج الطاقة تساوي تقريبا لجهد ثابت أم ، ومن ثم قياس فرق الجهد بين نقطة أخذ العينات والمملكة المتحدة أم يحدد القيمة المطلقة للفرق بين م غرفتين الفولتية [دلتا]، والعلاقة s. إذا | بريطانيا أم | > اختر m عندما تكون منزعجة من Um طويلة كبيرة، إذا | بريطانيا أم | < يتم تحديد s خطوات صغيرة Us الاقلاق، على عكس الخطوات التقليدية Uc الاقلاق. منذ الجهد المستمر اختيار أم كما تقريبية، عندما تتغير البيئة الخارجية إلى حد كبير يتم إنشاء خطأ كبير، وذلك في كل مسار إلى نقطة الطاقة القصوى لقيمة التحديث أم الجهد معين، أي PK-PK-1 = 0 عندما، أم = المملكة المتحدة. هذا لن تتبع فقط ضمان سرعة أداء الخوارزمية، ولكن أيضا تحسين دقة واستقرار النظام. منذ الأسلوب الأمثل الرسم البياني خوارزمية الجهد الاضطراب هو مبين في الشكل (5).
عملية مراقبة محددة هي كما يلي:
(1) أولا، وعلى ضوء كثافة S، ودرجة الحرارة لوحة T، والجهد المملكة المتحدة، وأخذ عينات ايك إشارة الحالية. ثم يتم الحصول على المبدأ والقيم الجهد المستمر الأولية من الجهد وتعطى أم، ثم المعلمة m، s، Um، Us، تهيئة Uc.
(2) تحديد العلاقة بين الجهد المملكة المتحدة جمعها مع أم، ينبغي | المملكة المتحدة-أم | > عندما m، حدد اضطرابات كبيرة طويلة، وهي Uk = Um، إذا | بريطانيا أم | < s اختيار Us خطوة صغيرة إقلاق أن المملكة المتحدة = Us، وإلا خطوة التقليدية Uc تكون منزعجة. هذا المعيار يمكن معالجة فرضية ضمان دقة، وتحسين معدل تتبع.
(3) تحديد قوة السابق مستوى الطاقة الحالية النقطة، إذا PK-PK-1 = 0، وصفت تتبع نقطة الطاقة القصوى في الظروف البيئية الحالية، لحظة الجهد المملكة المتحدة إضفاء المتغيرات العالمية أم، أي أم = المملكة المتحدة. عندما تتغير الظروف المحيطة، وسوف يكون الجهد أم اضطراب المركزي الجديد يقترب، يمكن أن تحسن بشكل فعال تتبع الدقة.
(4) عازمة على اتخاذ الأمام أو عكس اضطراب اضطراب يتم تحديدها من قبل علامة موانئ دبي * دو، إذا موانئ دبي * DU > 0، مشيرا إلى أن نقطة أخذ العينات على اليسار في هذا الوقت نقطة الطاقة القصوى، وهو اضطراب الإيجابي لاستخدامها، أي، المملكة المتحدة + 1 = المملكة المتحدة + Uk، إذا موانئ دبي * DU < 0، ثم نقطة العينة إلى اليمين لأقصى نقطة قوة، واتخاذ اضطراب معكوس، أي، المملكة المتحدة + 1 = المملكة المتحدة Uk.
نظام تحليل محاكاة
التحسين المذكورة أعلاه على أساس الجهد من طراز الضوابط محاكاة MPPT اضطراب خوارزمية بنيت، زيادة قيمة الدائرة الحث من 10 MH، قيمة السعة من 40 F، قيمة المقاومة للتحميل 30 ، خوارزمية لode45 (Dormand برنس)، والمحاكاة الوقت قد حان 0.6 ثانية، كان حجم أقصى خطوة 0.01. هذه التجربة المقارنة ليس فقط تحسنت محاكاة الموجي طريقة الجهد الاضطراب وطريقة الجهد اضطراب التقليدية المقدمة هنا، المزيد من التغيرات في انتاج الطاقة من رصد وتحليل الموجي من البيئة الخارجية عندما T، S، تحويل على التوالي، في وقت واحد التغييرات.
التقليدي مراقب طرق اضطراب والمراقب اضطراب من أسلوب التحسين المقترحة في الظروف القياسية 25 ، أي أقل 0001 الناتج W / M2 الموجي محاكاة السلطة هو مبين في الشكل. 6.
كما ينظر إليه من FIG 6 تتبع الطريقة التقليدية اضطراب المراقب عن 0.02 الصورة إلى أقصى نقطة قوة، وبما أن طريقة اضطراب تحسين حوالي 0،009 الصورة إلى أقصى تتبع باور بوينت، تم تحسين سرعة تتبع إلى حد كبير، وخفض كبير في موجة صدمة.
7 يبين الشكل، عند تغيير البيئة الخارجية، وانتاج الطاقة الاختلاف الموجي الرسم البياني، حيث FIG 7 (أ) عقد مستوى الضوء في S 1000 W / ثابت M2، ترتفع درجة الحرارة من 25 إلى 40 في 0.3 ق محاكاة عرض الموجي، وFIG 7 (ب) يتم خفض درجة الحرارة إلى نفس الموجي شدة الضوء في FIG 15 درجة.] C في 0.3 ثانية. FIG 7 (ج) من الإبقاء على حرارة ثابتة 25 ، يتم تقليل شدة الضوء عند 0.4 ق 1000 W / M2 إلى 800 الطول الموجي M2 محاكاة W عند /، FIG 7 (د) هو شدة الضوء في نفس درجة الحرارة مرتفعة ل الموجي 1200 W / M2 متى. FIG 7 (ه) هو 0.3 الصورة لترتفع من 25 40 ، في حين يقلل من كثافة ضوئية من 0.4 ق M20001 مخطط W / الموجي من المحاكاة في 800 W M2 / درجة الحرارة.
وجدت أنه عندما ترتفع درجة الحرارة، وانخفاض انتاج الطاقة قليلا من الشكل 7، عندما تنخفض درجة الحرارة، ويتم زيادة انتاج الطاقة قليلا. شدة الضوء يقلل يقلل كثيرا من انتاج الطاقة، وعندما يزيد من تعزيز كثافة الضوء، وانتاج الطاقة بشكل كبير. وهكذا فإن تأثير درجة الحرارة على قوة صغيرة نسبيا، وتأثير شدة الضوء على انتاج الطاقة من الخلايا الضوئية كبير نسبيا. ويمكن إجراء طريقة مراقبة اضطراب الجهد المقترحة من تعظيم الاستفادة من تغيرات البيئة الخارجية كما تتبع بسرعة وتشويه الموجي صغير.
4 خاتمة
الاستخدام الفعال للطاقة هو واحد من التدابير الفعالة لحل أزمة الطاقة، والحد الأقصى تتبع باور بوينت (MPPT) هو المفتاح لتحسين كفاءة استخدام الطاقة. ميزة المقترح لمراقب اضطراب الجهد من الأسلوب الأمثل يجمع بين أسلوب ثابت الجهد، وهو اضطراب والمراقبة الأسلوب، وقيمة الجهد الأولية للتغلب على العوائق التقليدية نظرا ثابت، وطول جنبا إلى جنب من خطوة وخطوة صغيرة طريقة اضطراب اضطراب، النظرية وأظهر تحليل جدوى، والتي بنيت وفقا لمبدأ نموذج محاكاة SIMULINK أن طريقة سرعة الاستجابة الديناميكية، أصغر موجة الصدمة، وارتفاع دقة تتبع، له قيمة عملية عالية.
مراجع
محاكاة MATLAB Sunzhi سونغ. نظام PV الشبكة الموصولة نانتشانغ: جامعة نانتشانغ الطيران، 2012.
ما قانغ، باي فان جيانغ لين تشيو، خوارزمية تتبع آخرون على أساس الطاقة القصوى من واجب نظام التحسين PV الطاقة المتجددة، 2015،33 (5): 719-724.
لي يامي، وتحسين سوي ان خلية كحد أقصى طريقة نقطة قوة مراقبة تتبع الضوئية تكنولوجيا الطاقة، 2015،39 (7): 1416-1418.
توهو الأسبوع، وتشن يوان روي. وبناء على نقطة الطاقة القصوى من تحسين متغير خطوة طريقة تصرف تدريجيا من استراتيجية تتبع . نظام تكنولوجيا الطاقة، 2015،39 (6): 1491-1498.
إن يون بنغ Liujin نينغ، تشاو جينتشنغ، وما إلى ذلك على أساس تحسين أسلوب MPPT تصرف تدريجي التكنولوجيا الالكترونية، 2015،41 (3): 130-132.
وانغ يانان، أحمر يانغ وانغ Juncheng، وما إلى ذلك رواية خطوة متغير الحجم الأقصى نقطة قوة استراتيجية الضوئية السيطرة تتبع محرك كهربائي، 2015،45 (1): 54-57.
Huangyue هوا، Raochao بينغ، فاي، وما شابه ذلك. MPPT على أساس تحسين طريقة SVM اضطراب تكنولوجيا الطاقة، 2015،39 (3): 529-532.
لي Lifang والجليد النهر، قيرغيزستان إيجابية شون، الخ الأنظمة الكهروضوئية نموذج محاكاة للتحكم MPPT المحاكاة، 2015،32 (4): 116-119.
Wangya لان الخلية يوان تشن روي. الضوئية النموذجية والتكيف أسلوب التحكم MPPT تكنولوجيا الطاقة، 2015،39 (1): 75-77.
INTERNATIONAL JOURNAL ما هونغ، ونينغ، وما إلى ذلك تحسين نظام تطبيق خوارزمية الضوئية MPPT الأدوات الكهربائية قياس و، 2015،52 (8): 120-124.
