使用有限控制集模型预测控制器提高网联太阳能光伏系统的MPPT效率

科学领域:

• 电气工程 电气工程
• 可再生能源系统可再生能源系统
• 控制系统 控制系统

背景情况:

• 光伏 (PV) 系统需要最大功率点跟踪 (MPPT) 来优化能源采集.
• 现有的MPPT策略在效率和动态响应方面面临挑战.
• 连接到电网的光伏系统需要先进的控制来实现稳定和高效的电力供应.

研究的目的:

• 开发和评估一个模型预测控制 (MPC) 策略,用于MPPT在20千瓦电网连接的光伏系统中.
• 为了提高光伏系统的交流负载能量跟踪效率.
• 为了比较拟议的MPPT策略与传统方法如Perturb and Observe (P&O) 的性能.

主要方法:

• 在MATLAB/Simulink中开发了一个光伏系统模型,其中包含一个直流-直流增压转换器和一个三相,两级电压源逆变器 (VSI).
• 对于VSI,使用空间向量脉冲宽度调制 (SVPWM) 实现了有限控制集模型预测控制 (FCS-MPCC).
• 使用了带有 dq 坐标转换的内循环电流控制器和用于电网同步的相锁循环 (PLL),以及用于调减振的 RL 过器.

主要成果:

• 根据FCS-MPCC的策略,功率跟踪效率达到99.80%.
• 这一性能明显超过了传统的扰乱和观察 (P&O) 方法,该方法的效率为97.72%.
• 拟议的控制器显示出更快的响应时间,并减少了在最大功率点周围的振荡.

结论:

• 拟议的FCS-MPCC战略为联网光伏系统中的MPPT提供了一种优越的方法.
• 这种先进的控制方法提高了能源采集效率和系统稳定性.
• 结果表明,与现有的MPPT技术相比,有了显著的改进,为更高效的太阳能利用铺平了道路.