双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT中的应用
电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment
Vol．32No．8Aug.2012
第32卷第8期2012年8月
0引言
光伏阵列是光伏发电系统中一个不可缺少的组
成部分，其最大输出功率与温度成负系数关系，而与光照强度成正系数关系。这就在理论和实践上提出了光伏阵列最大功率点跟踪MPPT （Maximum Power Point Tracking ）的问题。
目前国内外学者针对光伏发电中的MPPT 问题提出了诸多方法，如恒定电压（CVT ）法［1］、扰动观察（P&O ）法［2］、导纳增量（INC ）法［3］以及这几种方法的优化结合［4-5］等。CVT 法控制的优点是控制简单、易实现，但系统最大功率点（M P P ）的跟踪精度取决于电压初值选择的合理性，控制精度和适应性差［6］。
P&O 法控制输出功率达到M P P 后，其扰动并不停止，而是在MPP 附近振荡，造成能量损耗。当环境发生变化时，INC 法能够快速跟踪其变化，但可能会导致系统稳定在一个局部的M P P ；此外，如同P&O 法，INC 法的参考电压变化步长ΔU ref 也是固定的，无法兼顾
追踪速度和稳态精度。
针对光伏并网发电系统中的MPPT 问题，本文提出了一种非对称模糊MPPT 和模糊PID 相结合的双模糊控制方法，通过在MATLAB ／Simulink 环境下的建模仿真，对比现有的MPPT 方法，验证了该方法具
有追踪速度快以及稳态功率波动小等优点。
1光伏并网发电系统及MPPT 简介
光伏发电系统分为2种：单级式和双级式。典型
的双级式光伏并网发电系统由光伏阵列、DC -DC 变换器、DC -AC 逆变器以及电网组成，有的系统还包含蓄电池组。其中DC -DC 变换器完成光伏阵列的MPPT 控制，而DC -AC 逆变器完成直流到交流的逆变过程。与单级式系统相比，双级式光伏系统具有较大的优势［7］，所以本文采用双级式系统，其基本结构如图1所示。
1.1
前级DC -DC 变换器控制策略
在光伏并网发电系统中，完成MPPT 这一功能的
是DC -DC 变换器，在MPPT 中应用升压式变换器比降压式变换器更有优势［8］，所以本文使用升压式变换器。利用P&O 法或其他方法给出光伏阵列MPP 对应的电压参考值U ref ；然后将该参考电压和实际电压的偏差送入PID 控制环节，其输出信号通过与三角波信号比较产生控制脉冲，驱动DC -DC 变换器的开关器件，以控制光伏阵列的端电压达到设定的参考电压值U ref ，也即实现了光伏阵列的最大功率输出。
1.2后级DC -AC 逆变器控制策略
后级DC -AC 逆变器作为并网逆变器，将光伏阵
列产生的直流电转换为交流电，输入到交流电网中。
光伏阵列
DC -DC 变换器
DC -AC 逆变器MPPT 控制
并网控制
电网
图1双级式光伏并网发电系统
Fig.1Dual -level grid -connected photovoltaic
generation system
摘要：提出一种在光伏并网发电系统中进行最大功率点跟踪（MPPT ）的双模糊控制法，将非对称模糊MPPT 与模糊PID 相结合，在设定参考电压环节使用模糊控制代替诸如扰动观察法等传统方法，在消除实际电压与参考电压偏差这一环节用模糊PID 替换普通的PID 控制。此外，还提出了4个反映MPPT 性能的指标：环境缓慢变化时的MPPT 时间、光伏阵列发出的能量大小、稳态时的功率波动大小和环境剧烈变化时光伏阵列发出的能量大小。设计了4个算例，在MATLAB ／Simulink 环境下对5种控制方法分别进行了仿真分析。通过对比各方法的性能指标和相应的输出功率波形图，验证了所提出的双模糊控制法是一种比传统方法更优的MPPT 控制方法。
关键词：光伏；发电；最大功率点追踪；模糊控制；非对称模糊MPPT ；模糊PID 中图分类号：TM 464文献标识码：A 文章编号：1006－6047-（2012）08-0113-05
双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT 中的应用
李兴鹏，石庆均，江全元
（浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027）
收稿日期：2011-08-25；修回日期：2012-06-21
基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）资助项目（2009AA05Z221）；浙江省科技计划项目（2009C34013）；浙江省自然科学基金资助项目（R1080089）
Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China （863Program ）（2009AA -05Z221），the Science and Technology Program of Zhejiang Province （2009C34013）and the Natural Science Foundation of Zhejiang Province （R1080089）
第32卷电力自动化设备
对并网逆变器的控制采用的是基于d轴电网电压定向矢量控制技术，其控制任务有2个：一是保证直流母线电压的稳定，这是并网逆变器正常工作的前提，主要通过控制输出电流的有功分量来实现；二是实现输出有功、无功的解耦控制，使光伏阵列输出的有功平稳传输到电网，并可在需要时对电网进行无功支持。整个并网逆变器的控制采用d轴电网电压定向的矢量控制，具体为外环直流电压、内环电流的双闭环控制。
由于本文的主要工作是提出了一种针对进行MPPT的DC-DC变换器的双模糊控制方法，所以关于后级逆变器部分不再详述。
2双模糊控制法原理
传统方法诸如P&O法等无法兼顾追踪速度和稳态精度，总要在两者之间做出取舍。为了克服这一缺点，本文提出了一种非对称模糊MPPT和模糊PID相结合的双模糊控制法。
2.1双模糊控制之一：非对称模糊MPPT
在设定参考电压环节使用模糊控制代替原有的P&O法等传统方法，这样就可以实现变步长的ΔU ref 输出：即当功率偏差较大时，其输出的步长也较大；当工作点接近MPP时功率偏差会变小，此时模糊控制器输出的步长也会随之变小。这样就可以根据外界环境的变化来动态地改变步长，此即为模糊MPPT。
光伏阵列的P-U曲线如图2所示［9-10］，该特性曲线关于MPP是不对称的［11］。据此本文将工作点在MPP 左端即P-U曲线较平稳部分的步长ΔU ref适当加大以更好地提高追踪速度，将工作点在MPP右端即P-U曲线较陡部分的步长ΔU ref适当减小以增加稳态精度。
非对称模糊MPPT模糊控制器的设置如下：其输入变量为第k个采样点的ΔP（k）和ΔU（k），而输出变量则为第k个采样点的ΔU ref（k），其中ΔP（k）、ΔU（k）由式（1）、（2）求得。
ΔP（k）=P（k）-P（k-1）（1）
ΔU（k）=U（k）-U（k-1）（2）MATLAB模糊控制箱中模糊控制器成员函数的设置为：ΔP（k）的成员函数有5个模糊子集，分别为PB（Positive Big），PS（Positive Small），ZE（ZEro），NS （Negative Small），NB（Negative Big）；变量ΔU（k）的成员函数有3个模糊子集，分别是P、Z、N。
输出变量ΔU ref（k）的成员函数有7个模糊子集，分别为PB、PM、PS、ZE、NS、NM、NB；考虑到光伏阵列P-U曲线的非对称性后，具体设置如图3所示。
根据光伏阵列P-U曲线可以得到光伏阵列输出功率与输出电压之间的对应关系式［12］：
d P／d U＞0U＜U MPP（3）
d P／d U=0U=U MPP（4）
d P／d U＜0U＞U MPP（5）其中，U MPP为光伏阵列MPP处对应的端电压。
根据光伏阵列的这一性质，即可设定相关模糊控制规则［13］，见表1。
这样新设定的参考电压可用式（6）求得：
U ref（k）=U ref（k-1）+ΔU ref（k）（6）2.2双模糊控制之二：模糊PID
模糊PID环节是用来消除实际光伏阵列输出电压和上一环节输出的参考电压值的偏差。
常规PID控制器虽然简单易行，但一组固定不变的PID参数无法适应环境变化，难以获得满意的控制效果。常规PID是由比例、积分、微分三部分组成，其中每一部分又有不同的作用。在模糊PID控制中，通常有以下几点规则值得考虑［14］。
a.当偏差绝对值e较大时，为了使系统具有较好的跟踪性能，比例因子K p应该很大，而微分因子K d应该小一些；同时为避免积分饱和及可能出现较大的超调，应对积分作用加以限制。
b.当偏差绝对值e及偏差微分的绝对值e C 大小中等时，为了使系统能够快速响应，K p、K d、K i的取值都要适当小一些。
c.当偏差绝对值e较小时，为了使系统具有较好的稳态性能，K p和K i均应取得大些。
据此，可以利用模糊控制在不同的阶段对PID的
图3输出变量的成员函数
Fig.3Member function of output variable
1.0
0.5
-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.20.40.60.8 1.0
NB NM NS ZE PS PM PB
u
ΔU
ref
U
P
O
U oc
U MPP
图2光伏电池P-U曲线
Fig.2P-U curve of photovoltaic cell
P MPP
ΔU（k）
ΔP（k）
NB NS ZE PS PB
N PB PM NS NM NB
Z NM NS ZZ PS PM
P NB NM PS PM PB
表1模糊控制规则1
Tab.1Rules of fuzzy controller1
3个参数进行不同的调节，便可更快、更平滑地追踪到光伏阵列的MPP。该模糊控制以功率的偏差及此偏差的微分为输入，其输出量为PID3个参数的调整量ΔK p、ΔK i、ΔK d，再与控制器基本控制参数相加得到新的参数，如下：
K p=K p0+ΔK p（7）
K i=K i0+ΔK i（8）
K d=K d0+ΔK d（9）基于此，在消除实际电压与参考电压偏差这一环节用模糊PID来替换传统的PID，可以使输出功率波动更小，响应时间更短。
模糊PID控制器的输入量有2个，分别是e（k）和e C（k），可由式（10）、（11）［15］求得：
e（k）=d P
d U （k）=P（k）-P（k-1）
U（k）-U（k-1）
（10）
e C（k）=Δ
d P
d U
（k
!"）=e（k）-e（k-1）（11）
该控制器有3个输出变量，分别是ΔK p、ΔK i、ΔK d。输入和输出共5个变量，其成员函数有相同的5个模糊子集，分别为PB、PS、ZE、NS、NB。
根据前文提到的PID3个参数所起的不同作用，设定出相关的模糊控制规则［16］，见表2。
2.3双模糊控制法
对上文所述的两部分环节（设定参考电压和消除电压偏差）均使用模糊控制器，此即为双模糊控制法：非对称模糊MPPT-模糊PID。
2个模糊控制环节的具体配合使用如下：先根据光伏阵列实际输出功率、电压的变化情况利用非对称模糊MPPT控制环节设定参考电压，然后将光伏阵列实际输出电压与此参考电压的偏差输入到模糊PID 控制环节，其输出信号与三角波信号比较产生控制脉冲来调节DC-DC变换器即Boost直流变换电路（高压侧整定为恒定值）的占空比D，以此来不断调节光伏阵列的输出电压，使输出电压等于非对称模糊MPPT环节设定的参考电压，消除电压偏差。这样便可以快速准确地追踪到光伏阵列的MPP。
双模糊控制法的基本原理框图如图4所示。
3仿真算例
根据光伏并网发电系统的特点，本文提出了4个反映MPPT性能的指标：环境缓慢变化时的MPPT 时间；光伏阵列发出的能量大小；稳态时的功率波动大小；环境剧烈变化时光伏阵列发出的能量大小。
本文设计了4个算例，分别对5种MPPT控制方法进行仿真分析。在本算例测试中，光伏阵列是由25块光伏电池串联后，再由这样的2串并联而得。5种方法分别为：P&O-PID控制法（P&O步长0.16V），P&O-PID控制法（P&O步长0.06V），fuzzyMPPT-PID 控制法，P&O-fuzzyPID控制法（P&O步长0.16V）和双模糊控制法。
4个算例的初始条件都相同：温度22℃，光照1000W／m2，且光伏阵列以最大功率输出。
考虑到环境不会突变，所以本文将温度和光照强度变化设计为线性改变。另外考虑到实际生活中不会出现仅温度剧烈变化的情况，所以下面的算例并未针对仅温度改变、光照强度不变的情况进行仿真。3.1算例1
温度恒定不变，光照强度在1.4~1.5s时间段由1000W／m2线性升到1200W／m2，外界环境经过该变化后控制器追踪到MPP所用时间为t1。在3.0~3.1s 间光照强度由1200W／m2线性降到1100W／m2，在此环境变化后追踪到MPP所用时间为t2。此外，其他2个性能指标分别为：稳态时光伏阵列发出功率的波动范围ΔP和光伏阵列于1.0~4.4s期间发出的能量W。算例1的结果见表3。
此处附上算例1在环境第2次改变后的输出功率仿真曲线图（3.1~3.4s）以便更清晰地对比各方法性能，见图5，其纵坐标为光伏并网发电系统中光伏阵列输出的功率P。
3.2算例2
在1.4~1.5s间温度由22℃线性升到30℃，光照强度由1000W／m2线性升到1200W／m2；而在3.0~3.1s间温度由30℃线性降到25℃，光照强度由1200W／m2线性降到1100W／m2。算例2的结果分控制方法
各性能指标
P&O-PID控制（P&O步长0.16V）
P&O-PID控制（P&O步长0.06V）
fuzzyMPPT-PID控制
P&O-fuzzyPID控制（P&O步长0.16V）
双模糊控制
0.3000.055
0.3800.200
0.2500.125
0.2150.060
0.0550.016
4.031906.5
1.031898.5
0.831902.0
0.131886.0
0.231909.0
t1／s t2／sΔP／W W／J
表3算例1的结果分析
Tab.3Comparison of MPPT performance indexes for case1
李兴鹏
，等：双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT中的应用
第8期
表2模糊控制规则2
Tab.2Rules of fuzzy controller2
e C e
NB NS ZE PS PB NB PB，NB，ZE PB，NB，ZE PB，NB，ZE PB，NB，ZE ZE，ZE，PS NS PB，NB，NB PS，NS，NB PS，NS，NS ZE，ZE，ZE NB，ZE，PS ZE PS，NS，NB PS，NS，NB ZE，ZE，NS NS，PS，ZE NB，PS，PS PS PS，NS，NB ZE，ZE，NS NS，PS，NS NS，PS，ZE NB，PB，PS PB ZE，ZE，PS NS，PS，ZE NS，PS，ZE NB，PB，ZE NB，PB，PS 注：表中每组3个模糊控制规则，从左到右分别是参数K p、K i、K d的模糊控制规则。
U（k）
三角波
ΔU（k）
ΔP（k）U ref（k）
控制
脉冲
-
+
图4双模糊控制法的基本原理框图
Fig.4Schematic diagram of double fuzzy control
DC-DC
变换器
比较环节
模糊PID
非对称
模糊MPPT
析见表4，表中t 1、t 2、ΔP 、W 的含义与3.1节规定一致。
3.3算例3和算例4
算例3：1~2s 外界温度不变，仅光照强度剧烈变
化；光照强度S 变化如图6所示。
算例4：1~2s 外界温度、光照强度均剧烈变化；光照强度S 、温度θ变化分别如图6、图7所示。
算例3和算例4的结果如表5所示。
3.4各算例结果分析
综上4个算例，经过对比分析可以得到如下结论：
环境变化后，双模糊控制法在追踪MPP 的速度上有
着很大的优势，其追踪速度显然要比其他4种方法快；在稳态精度即稳态功率波动范围上，双模糊控制和模糊PID 控制要比其他3种控制方法好；算例结果还表明，在环境缓慢变化和剧烈变化2种情况下，双模糊控制法发出的能量基本都是最多的，这说明了本文所提出的双模糊控制法具有更高的MPPT 效率。总体而言，相对于传统的MPPT 控制方法，无论是追踪速度、稳态精度，还是从积累能量的角度来看，双模糊控制法都体现出了较大的优越性。
4结语
本文针对光伏并网发电系统MPPT 问题提出了一种非对称模糊MPPT 和模糊PID 相结合的双模糊控制方法。该方法能够动态地改变参考电压步长以更好地适应外界环境变化，同时也能动态地改变PID 的3个参数，以适应系统不同阶段对参数的不同要求，可以更快、更平滑地追踪到MPP 。本文设计了4个算例，在MATLAB ／Simulink 环境下对5种MPPT 方法分别进行了仿真分析；通过对比各控制方法的性能指标值和仿真波形图，验证了双模糊控制法是一种比传统方法更优的MPPT 控制方法。参考文献：
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00.20.40.60.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
120011001000900
S ／（W ·m -2）
图6光照曲线（0~2s ）
Fig.6Illumination curve （0~2s ）
图7温度曲线（0~2s ）
Fig.7Temperature curve （0~2s ）00.20.40.60.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8
2.0
2524232221
t ／s
θ／
℃
3.05 3.153.10 3.253.20 3.45
3.303.353.409150
9160
91709180（a ）P&O -PID 控制（P &O 步长0.16V ）t ／s
P ／
W
3.05 3.153.10 3.253.20 3.45
3.303.353.409150
9160
9170
9180t ／s
（b ）P&O -PID 控制（P &O 步长0.06V
）3.05 3.153.10 3.253.20 3.45
3.303.353.409150
9160
91709180t ／s
（c ）fuzzyMPPT -PID
控制3.05 3.153.10 3.253.20 3.45
3.303.353.409150
9160
91709180（e ）双模糊控制
t ／s
P ／
W 3.05 3.153.10 3.253.20 3.45
3.303.353.409150
9160
91709180t ／s
（d ）P&O -fuzzyPID 控制（P &O 步长0.16V ）
图5功率曲线对比（3.1~3.4s ）
Fig.5Comparison of power curves （3.1～3.4s ）
控制方法
累计发出的能量／J P&O -PID 控制（P&O 步长0.16V ）
8918.08879.0P&O -PID 控制（P&O 步长0.06V ）
8953.58869.5fuzzyMPPT -PID 控制
8960.58878.5P&O -fuzzyPID 控制（P&O 步长0.16V ）
8785.08858.0双模糊控制8960.08884.5
算例3算例4
表5算例3和4的结果分析
Tab.5Comparison of power output between
case 3and case 4
控制方法
各性能指标
P&O -PID 控制（P&O 步长0.16V ）P&O -PID 控制（P&O 步长0.06V ）fuzzyMPPT -PID 控制P&O -fuzzyPID 控制（P&O 步长0.16V ）双模糊控制0.320.2500.72
0.4000.435
0.2500.28
0.1540.167
0.067 2.030919.01.530838.01.030865.00.130897.00.230920.5
t 1／s
t 2／s ΔP ／W W ／J
表4算例2的结果分析
Tab.4Comparison of MPPT performance indexes for case
2
第32卷
电力自动化设备
P ／W P ／W P ／W
Application of double fuzzy control in MPPT of grid -connected
photovoltaic generation system
LI Xingpeng ，SHI Qingjun ，JIANG Quanyuan
（College of Electrical Engineering ，Zhejiang University ，Hangzhou 310027，China ）
Abstract ：The double fuzzy control is proposed for the MPPT （Maximum Power Point Tracking ）of grid -connected photovoltaic generation system ，which combines asymmetric fuzzy MPPT and fuzzy PID together.The conventional method such as perturbation -observation is replaced by the asymmetric fuzzy control in the reference voltage setting section and the general PID control is replaced by the fuzzy PID control in the actual -reference voltage deviation elimination section.Four MPPT performance indexes are proposed ：tracing time when environment changes slowly ，power output of photovoltaic array ，steady -state power fluctuation ，and power output of photovoltaic array when environment changes greatly.Four cases are designed and five control methods are respectively simulated in the environment of MATLAB ／Simulink.The comparison of the indexes of MPPT performance and the waveform of output power verifies that ，the proposed double fuzzy control method is better than the traditional methods.
Key words ：photovoltaic ；electric power generation ；maximum power point tracking ；fuzzy control ；asymmetric fuzzy MPPT ；fuzzy PID
李兴鹏
，等：双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT 中的应用
第8期
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作者简介：
李兴鹏（1989-），男，山东荷泽人，硕士研究生，主要研究方向为光伏并网发电、电力系统故障定位（E-mail ：lixingpeng818
@https://www.wendangku.net/doc/a915490269.html, ）；
石庆均（1987-），男，四川达州人，硕士研究生，主要研究方向为分布式发电、微网能量管理（E-mail ：shi583031882@126.
com ）；
江全元（1975-），男，湖北黄冈人，教授，博士研究生导师，主要研究方向为电力系统稳定与控制、电力系统高性能计算、电力系统最优化（E-mail ：jqy@https://www.wendangku.net/doc/a915490269.html, ）。
太阳能光伏发电系统课程设计家庭并网光伏发电系统的优化设计
太阳能光伏发电系统课程设计家庭并网光伏发电系统的优 化设计 《太阳能光伏发电系统》 课程设计 课题名称: 家庭并网光伏发电系统的优化设计专业班级: 学生姓名: 学生学号: 指导教师: 设计时间: 沈阳工程学院 报告正文 目录 第1章绪 论 ..................................................................... . (3) 1.1 设计背 景 ..................................................................... .. (3) 1.2 设计意 义 ..................................................................... ......................................... 3 第2章朝阳市气象资料及地理情况...................................................................... ............... 4 第3章家用并网型...................................................................... .. (6)
太阳能光伏发电系统的优化设 计 ..................................................................... .. (6) 3.1 设计方 案 ..................................................................... .. (6) 3.2负载的计算...................................................................... . (8) 3.3 太阳能电池板容量及串并联的设计及选 型 (9) 3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设 计 (10) 3.5 蓄电池容量及串并联的设计及选型..................................................................... 11 3.6 控制器、逆变器的选 型 ..................................................................... (12) 3.7 电气配置及其设 计 ..................................................................... (13) 3.8 系统配置清 单 .....................................................................
太阳能光伏发电系统(PVsyst运用)
扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目：北京市发电系统设计 课程：太阳能光伏发电系统设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气0703 姓名：严小波 指导教师：夏扬 完成日期： 2011年3月11日
目录 1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------3 1.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------3 1.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------4 2中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------11 3独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------13 3.1负载计算（功率1kw，2kw，3kw，4kw，5kw）-----------------------------13 3.2蓄电池容量设计（电压：24V，48V）----------------------------------------13 3.3太阳能电池板容量设计，倾角设计--------------------------------------------13 3.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。-----------------------------------------16 3.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------17 3.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------18
太阳能自动跟踪系统的设计
太阳能自动跟踪系统的设计 1引言 开发新能源和可再生资源是全世界面临的共同课题，在新能源中，太阳能发电已成为全球发展最快的技术。太阳能作为一种清洁无污染的能源，开发前景十分广阔。然而由于太阳存在着间隙性，光照强度随着时间不断变化等问题，这对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求(见图1)。目前很多太阳能电池板阵列基本都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下。据测试，在太阳能电池板阵列中，相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。 所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。目前市场上所使用的跟踪系统按照驱动装置分为单轴太阳能自动跟踪系统和双轴太阳能自动跟踪系统。所谓单轴是指仅可以水平方向跟踪太阳，在高度上根据地理和季节的变化人为的进行调节固定，这样不仅增加了工作量，而且跟踪精度也不够高。双轴跟踪可以在水平方位和高度两个方向跟踪太阳轨迹，显然双轴跟踪优于单轴跟踪。 图1 太阳能的收集装置现场 从控制手段上系统可分为传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪(程序跟踪)。传感器跟踪是利用光电传感器检测太阳光线是否偏离电池板法线，当太阳光线偏离电池板法线时，传感器发出偏差信号，经放大运算后控制执行机构，使跟踪装置从新对准太阳。这种跟踪装置，灵敏度高，但是遇到长时间乌云遮日则会影响运行。视日运动轨迹跟踪，是根据太阳的实际运行轨迹，按照预定的程序调整跟踪装置。这种跟踪方式能够全天候实时跟踪，其精度不是很高，但是符合运行情况，应用较广泛。 从主控单元类型上可以分为PLC控制和单片机控制。单片机控制程序在出厂时由专业人员编写开发，一般设备厂家不易再次进行开发和参数设定。而学习使用PLC比较容易，通过PLC厂家技术人员的培训，设备使用厂家的技术人员可以很方便的学会简单的调试和编写，并且PLC能够提供多种通讯接口，通讯组网也比较方便简单。
模糊控制的应用
模糊控制的应用 学院实验学院 专业电子信息工程 姓名 指导教师黄静 日期 2011 年 9 月 20 日
在自动控制中，包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点，即控制器的综合设计都要建立在被控对象准确的数学模型(如微分方程等)的基础上，但是在实际工业生产中，很多系统的影响因素很多，十分复杂。建立精确的数学模型特别困难，甚至是不可能的。这种情况下，模糊控制的诞生就显得意义重大，模糊控制不用建立数学模型，根据实际系统的输入输出的结果数据，参考现场操作人员的运行经验，就可对系统进行实时控制。模糊控制实际上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。现代控制系统中的的控制能方便地解决工业领域常见的非线性、时变、在滞后、强耦合、变结构、结束条件苛刻等复杂问题。可编程控制器以其高可靠性、编程方便、耐恶劣环境、功能强大等特性很好地解决了工业控制领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题，这两者的结合，可在实际工程中广泛应用。 所谓模糊控制，其定义是是以模糊数学作为理论基础，以人的控制经验作为控制的知识模型，以模糊集合、模糊语言变量以及模糊逻辑推理作为控制算法的一种控制。模糊控制具有以下突出特点： (1)模糊控制是一种基于规则的控制，它直接采用语言型控制规则，出发点是现 场操作人员的控制经验或相关专家的知识，在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型，因而使得控制机理和策略易于接受与理解，设计简单，便于应用 (2)由工业过程的定性认识出发，比较容易建立语言控制规则，因而模糊控制对 那些数学模型难以获取，动态特性不易掌握或变化非常显著的对象非常适用。 (3)基于模型的控制算法及系统设计方法，由于出发点和性能指标的不同，容易 导致较大差异；但一个系统语言控制规则却具有相对的独立性，利用这些控制规律间的模糊连接，容易找到折中的选择，使控制效果优于常规控制器。 (4)模糊控制是基于启发性的知识及语言决策规则设计的，这有利于模拟人工控 制的过程和方法，增强控制系统的适应能力，使之具有一定的智能水平。(5)模糊控制系统的鲁棒性强，干扰和参数变化对控制效果的影响被大大减弱， 尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制。 由于有着诸多优点，模糊理论在控制领域得到了广泛应用。下面我们就以下示例介绍模糊控制在实际中的应用： 电机调速控制系统见图1，模糊控制器的输入变量为实际转速与转速给定值 ，输出变量为电机的电压变化量u。图2为电机调试之间的差值e及其变化率e c 输出结果，其横坐标为时间轴，纵坐标为转速。当设定转速为2 000r／s时，电机能很快稳定运行于2 000r／s；当设定转速下降到1 000r／s时，转速又很快下降到1 000r／s稳定运行。
光伏并网发电系统设计
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。 U R L
图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC变换器和后级的DC-AC逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST结构,主要完成系统的MPPT控制;DC-AC部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz交流电。设计采用单片机SPWM调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT原理及电路设计 MPPT原理 由于光伏阵列的最大功率点是一个时变量，可以采用搜索算法进行最大功率点跟踪。其搜索算法可分为自寻优和非自寻优两种类别。所谓自寻优算法即不直接检测外界环境因素的变化,而是通过直接测量得到的电信号,判断最大功率点的位置。典型的追踪方法有扰动观测法和增量导纳法等。增量导纳法算法的精确度最高,但是,由于增量导纳法算法复杂,对实现该算法的硬件质量要求较高、运算时间变长，会增加不必要的功率损耗,所以实际工程应用中,通常采用扰动观测法算法]1[。 扰动观测法原理:每隔一定的时间增加或者减少电压,并通过观测其后功率变化的方向,
关于编制太阳能光伏发电自动跟踪系统项目可行性研究报告编制说明
太阳能光伏发电自动跟踪系统项 目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 编制时间：https://www.wendangku.net/doc/a915490269.html, 高级工程师：高建
关于编制太阳能光伏发电自动跟踪系统项 目可行性研究报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (8) 2.1项目提出背景 (8) 2.2本次建设项目发起缘由 (8) 2.3项目建设必要性分析 (8) 2.3.1促进我国太阳能光伏发电自动跟踪系统产业快速发展的需要 (9) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (9) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (9) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (9) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (10) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (10) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (11) 2.4项目可行性分析 (11) 2.4.1政策可行性 (11) 2.4.2市场可行性 (11) 2.4.3技术可行性 (12) 2.4.4管理可行性 (12) 2.4.5财务可行性 (13) 2.5太阳能光伏发电自动跟踪系统项目发展概况 (13)
关于模糊控制理论的综述
物理与电子工程学院 《人工智能》 课程设计报告 课题名称关于模糊控制理论的综述 专业自动化 班级 11级3班 学生姓名郑艳伟 学号 指导教师崔明月 成绩 2014年6月18日
关于模糊控制理论的综述 摘要：模糊控制方法是智能控制的重要组成部分，本文简要回顾了模糊控 制理论的发展，详细介绍了模糊控制理论的原理和模糊控制器的设计步骤， 分析了模糊控制理论的优缺点以及模糊控制需要完善或继续研究的内容，根 据各种模糊控制器的不同特点，对模糊控制在电力系统中的应用进行了分 类，并分析了各类模糊控制器的应用效能.最后，展望了模糊控制的发展趋 势与动态. 关键词：模糊控制；模糊控制理论；模糊控制系统；模糊控制理论的发展模糊控制是以模糊集理论、模糊语言变量和模糊控制逻辑推理为基础的一种智能控制方法，从行为上模拟人的思维方式，对难建模的对象实施模糊推理和决策的一种控制方法.模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法，已经在工业控制领域、电力系统、家用电器自动化等领域中解决了很多的问题，引起了越来越多的工程技术人员的兴趣. 模糊控制系统简介 模糊控制系统是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术.1965年美国的扎德[1]创立了模糊集合论, 1973 年, 他给出了模糊逻辑控制的定义和相关的定理.1974 年英国的Mamdani 首先用模糊控制语句组成模糊控制器,并把它用于锅炉和蒸汽机的控制, 在实验室获得成功, 这一开拓性的工作标志着模糊控制论的诞生. 模糊控制系统主要是模拟人的思维、推理和判断的一种控制方法, 它将人的经验、常识等用自然语言的形式表达出来, 建立一种适用于计算机处理的输入输出过程模型, 是智能控制的一个重要研究领域.从信息技术的观点来看, 模糊控制是一种基于规则的专家系统.从控制系统技术的观点来看, 模糊控制是一种普遍的非线性特征域控制器. 相对传统控制, 包括经典控制理论与现代控制理论.模糊控制能避开对象的数学模型(如状态方程或传递函数等) , 它力图对人们关于某个控制问题的成功与失败和经验进行加工, 总结出知识, 从中提炼出控制规则, 用一系列多维模糊条件语句构造系统的模糊语言变量模型, 应用CRI 等各类模糊推理方法,
太阳能并网光伏发电系统设计
】 南昌航空大学 自学考试毕业论文 【 题目太阳能并网光伏发电系统 专业光伏材料及应用 学生姓名 准考证号 指导教师 . 2012 年 04 月
光伏发电并网控制技术设计 摘要 随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题。所以，迫切需要对新的能源进行开发和研究。而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高，应用较广泛的能源，尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。 本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。论文首先介绍了太阳能发电的意义以及光伏并网发电在国内外的应用现状。其次，对太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析，并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。接着，对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。再次，提出光伏并网发电系统的设计方案。最后，对光伏并网发电系统的硬件进行设计。并网光伏发电充分发挥了新能源的优势，可以缓解能源紧张问题，是太阳能规模化发展的必然方向。我国政府高度重视光伏并网发电，并逐步推广＂屋顶计划＂。太阳能并网发电正在由补充能源向替代能源方向迈进。 关键词：能源；太阳能；光伏并网；逆变器
目录 第一章太阳能光伏产业绪论 (1) 光伏发电的意义 (1) 光伏并网发电 (1) 第二章太阳能光伏发电系统 (5) 太阳能光伏发电简介 (5) 太阳能光伏发电系统的类别 (5) 太阳能光伏发电系统的发电方式 (6) 影响太阳能光伏发电的主要因素 (7) 第三章并网太阳能光伏发电系统组成 (10) 并网光伏系统的组成和原理 (10) 光伏电池的分类及主要参数 (12) 光伏控制器性能及技术参数 (14) 光伏逆变器性能及技术参数 (15) 第四章发展与展望 (18) 发展与展望 (18) 全文总结 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)
光伏发电技术及应用
巩义三中专“光伏发电技术及应用”专业 一、培养规格与培养目标 培养规格：中职，初中起点三年制两年的在校学习，半年实习，半年顶岗实习，三年后完成学业发中专毕业证；高中起点一年制，主要学习专业理论和专业技能课，一年后完成规定的学业，发放专业合格证，安排就业。 培养目标：本专业面向光伏发电系统，培养德、智、体、美全面发展，适应光伏发电产业发展需要，具有光伏发电基础理论知识，系统掌握光伏发电及应用技术，具有现代企业管理意识，能在光伏发电及应用领域，包括电能检测、设备控制、发电技术管理等方面能够胜任岗位需要的中、初级技术应用性人才。 二、课程模块设置 本专业中专起点共设置4个模块，分别是：公共基础课、专业基础课、专业课、实践课。 高中起点设置3个模块，分别是：专业基础课、专业课、实践课。 三、课程设置 中专起点： 1．公共基础课。 （1）德育课：职业生涯规划、职业指导与法律、经济政治与社会、哲学与人生。 （2）文化基础课：语文、数学、英语、物理、化学、计算机应用基础、体育与健康教育。 （3）选修课：普通话口语训练、礼仪与交际、书法。
2．专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图、机械基础。 3．专业课。 （1）必修课：太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 （2）选修课：太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 4．本专业统设必修综合实践包括电工与电子学实验、金工实习、综合实训（光伏）。 高中起点： 1．专业基础课。电工电子技术、光伏发电系统概论、机械制图。 2．专业课。 （1）必修课：太阳能光伏发电技术、太阳电池原理与工艺、太阳电池材料。 （2）选修课：太阳能光伏发电系统工程、光伏检测与分析、单片机技术。 就业面向：具有在太阳能光伏系统及相关领域从事系统安装与维护、调试、生产运行、技术管理、产品检测与质量控制等方面的工作能力。毕业生主要面向光伏企业。也可以从事光伏专业职业教育的实践教学工作。 2010年12月6日
100kW光伏并网发电系统典型案例解
100kW光伏并网发电系统典型案例解 100kW光伏并网发电系统典型案例解析 1、项目地点分析 本项目采用光伏并网发电系统设计方案，应用类别为村级光伏电站项目。项目安装地为江西，江西位于位于中国的东南部,长江中下游南岸。地处北纬24°29′-30°04′，东经113°34′-118°28′之间。项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′。根据查询到的经纬度在NASA上查询当地的峰值日照时间如下： (以下数据来源于美国太空总署
根据项目所在地理位置坐标，项目所在地坐标为项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′，光伏组件安装最佳倾角为20°如下图所示： 2.3组件阵列间距及项目安装面积 采用260Wp的组件，组件尺寸为1650*990*35mm，共用400块太阳能电池板， 总功率104kWp。根据下表公式可以计算出组件的前后排阵列间距为2.4m，单 块组件及其间距所占用面积为2.39㎡。
104kWp光伏组件组成的光伏并网发电系统占地面积为2.39*400=956㎡,考虑到安装间隙、周围围墙等可能的占地面积，大约需要1000㎡。 3、光伏支架 本项目为水平地面安装，采用自重式支架安装方式。自重式解决方案适用于平屋顶及地面系统。利用水泥块压住支架底部的铝制托盘，起到固定系统的作用。
自动跟踪太阳能光伏发电系统方案
自动跟踪太阳能光伏发电系统方案 方案需求 ?光伏发电管理急需精细化，降本增效。 ?传统光伏支架未能最大化利用太阳能，无法跟踪光照。 ?光伏板依靠本地维护人员巡检管理，人工成本高，且存在漏检现象。 方案介绍 宇飞太阳能自主研发的自动跟踪太阳能光伏发电系统，是一种能随着太阳角度变化，按照一定的算法，控制太阳能板转动，增加有效受光面积，从而增加电厂发电量带来更高收益的自动化控制系统，可以理解为“向日葵”。 自动跟踪太阳能光伏发电系统其实是一套负反馈控制系统，工控机采集角度传感器信息后，根据当前角度与目标角度的差异，下发控制指令驱动电机带动推拉杆运动使太阳能板旋转，直至采集回来的当前角度与目标角度吻合。 系统组成 自动跟踪太阳能光伏发电系统由：太阳能跟踪支架，太阳能组件，带监控模块的MPPT控制器，蓄电池，逆变器及连接线缆组成。 太阳能跟踪支架规格参数
1、立柱直径：φ220mm 2、立柱高度：650mm 3、安装容量：最大6块450W 4、光伏板倾角：25度角度固定 5、抗风能力：14级，带细钢丝绳斜拉结构； 6、材料：不锈钢材料 7、旋转精度：1度 8、旋转速率：12分钟旋转半圈 9、旋转角度：220度， 10、提高发电量：天气晴好情况下，冬季提高发电量15%；春秋季提高30%；夏季提高45%；综合全年提高25-35%（不同地区发电量提高有区别） 11、控制器电源：12V由光伏板输出供电（或者提供集中12V 直流供电） 12、控制方式：将光伏板固定好，并将追日控制器接好电源线后，天气晴朗条件下旋转立柱自动带着光伏板跟踪太阳；在天阴时，自动转入时控控制状态，每隔5分钟自动旋转1度； 13、而且每个旋转立柱内部都有同步控制系统，确保每台旋转立柱每次旋转的角度完全一致，光伏板以最强光强功率发电。晚上天黑，自动回东。 14、由多个旋转立柱组成的各种规模的光伏电站，由于旋转立柱的东限位位置全部一致，旋转立柱内置机械同步装置，可以确
光伏并网发电系统设计复习过程
光伏并网发电系统设 计
光伏并网发电系统设计 摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。 关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务 为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。
R L U 图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案 光伏并网系统主要由前级的DC-DC 变换器和后级的DC-AC 逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST 结构,主要完成系统的MPPT 控制;DC-AC 部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz 交流电。设计采用单片机SPWM 调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示： 图2 系统总体硬件框图 3 MPPT 原理及电路设计 3.1 MPPT 原理
5kWp光伏太阳能并网发电系统
5kWp光伏太阳能并网发电系统 设 计 方 案 设计人：申小波（Mellon） 单位：个人 电话： 日期： 2013年10月27日
目录 一、光伏太阳能并网发电系统简介 (2) 二、项目地点及气候辐照状况 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统结构与组成 (5) 五、设计过程 (6) 1、方案简介 (6) 2、设计依据 (6) 3、组件设计选型 (7) 4、直流防雷汇流箱设计选型 (9) 5、交直流断路器 (11) 6、并网逆变器设计选型 (13) 7、电缆设计选型 (14) 8、方阵支架 (15) 9、配电室设计 (15) 10、接地及防雷 (15) 11、数据采集检测系统 (16) 六、仿真软件模拟设计 (17) 七、接入电网方案 (22)
八、设备配置清单及详细参数 (22) 九、系统建设及施工 (22) 十、系统安装及调试 (23) 十一、运行及维护注意事项 (26) 十二、设计图纸 (28) 十三、工程预算投资分析报告 (32)
5kWp光伏太阳能并网发电系统配置方案 一、光伏太阳能并网发电系统简介 并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。 因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，而且并网系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。 二、项目地点及气候辐照状况 图片来自Google地球 1、项目地点为：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、纬度：32°22’，经度：120°12’； 3、平均海拔高度：7m；
模糊控制技术现状及研究热点
模糊控制技术发展现状及研究热点 摘要：综合介绍丁模糊控制技术的基本原理和发展状况，重点总结丁近年来该研究领域的热点问题，并对今后的发展前景进行了展望。 关键词：模糊控制结构分析稳定性白适应控制 1模糊控制的热点问题 模糊控制技术是一项正在发展的技术，虽然近年来得到了蓬勃发展，但它也存在一些问题，主要有以下几个方面： （1）还投有形成完挫的理论体系，没有完善的稳定性和鲁棒性分析，系统的设计方法(包括规则的获取和优化、隶属函数的选取等)； （2）控制系统的性能小太高(稳态精度牧低，存在抖动及积分饱和等问题)： （3）自适应能力有限。目前，国内外众多专家学者围绕着这些问题展开了广泛的研究，取得了一些阶段性成果，下面介绍一下近期的主要研究热点。 2模糊控制系统的稳定性分析 任何一个自动控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。由于模糊系统本质上的非线性和缺乏统一的系统描述，使得人们难以利用现有的控制理论和分析方法对模糊控制系统进行分析和设计。因此，模糊控制理论的稳定性分析一直是一个难点课题，未形成较为完善的理论体系。正因为如此，关于模糊系统的稳定性分析近年来成为众人关注的热点，发表的论文较多，提出了各种思想和分析方法。目前模糊控制系统稳定性分析方法主要有以下几种：（1）李亚普诺夫方法 （2）基于滑模变结构系统的稳定性分析方法 （3）描述函数方法 （4）圆稳定性判据方法 模糊控制系统的稳定性分析还有相平面法、关系矩阵分析法、超稳定理论、Popov判据、模糊穴——穴映像、数值稳定性分析方法以及最近出现的鲁棒控制理论分析方法和LMI（矩阵不等式）凸优化方法等。
3自适应模糊控制器的研究 为了提高模糊控制系统的自适应能力，许多学者对自适应模糊控制器进行了研究，研究方向主要集中在以下方面。 （1）自校正模糊控制器 自校正模糊控制器是在常规模糊控制的基础上，采用加权推理决策，并引入协调因子，根据系统偏差e和偏差变化ec的大小，预测控制系统中的不确定量并选择一个最佳的控制参数或控制规则集，在线自动调整保守和大胆控制的混合程度，从而更全面确切地反映出入对诸因素的综合决策思想，提高系统的控制精度和鲁捧性能。目前这种变结构的自校正模糊控制器是根据被调量e和ec在线选取最佳控制规则及控制决策的，而对于一些复杂的生产过程，其生产工艺和环境因素都较为复杂，往往不能只考虑系统的偏差和偏差变化率来确定其控制策略。难于总结出比较完整的经验，此时模糊控制规则或者缺乏，或者很粗糙，并且当被控对象参数发生变化或受到随机干扰影响时，都会影响模糊控制的效果。 （2）自组织模糊控制器 自组织模糊控制器能自动对系统本身的参数或控制规则进行调整，使系统不断完善，以适应不断变化的情况，保证控制达到所希望的效果。它根据自动测量得到的实际输出特征和期望特征的偏差，确定输出响应的校正量并转化控制校正量，调整模糊控制规则，作用于被控对象。其基本特征是：控制算法和规则可以通过在线修改，变动某几个参数可以改变控制结果。它不仅仅是局限于某个对象，而是通过自组织适应几类对象。有代表性为以下三种类型： ①为自校正模糊控制器：在常规模糊控制中增加系统辨别和修正控制功能。通过使用一个较为粗糙的初期模型，经过模糊控制器的自组织功能，达到在线修正模糊控制规则，完善系统性能，使其达到灿期的要求； ②自调整比例因子模糊控制器：通过调整系统偏差及偏差变化率的比例因子来控制模糊控制器中的输出量的比例系数，即改变系统的增益。它充分体现了操作者手动控制的思维特点和控制策略，保证了系统有良好的动态性和稳态精度； ③模糊自整定PID参数控制器：应用模糊集理论，根据系统运行状态，在线整定控制器PID 参数（KP、KI、KD）。由于模糊自整定参数KP、KI，KD与偏差e变化率ec间建立起在线自整定函数关系，且这种关系是根据人的经验和智慧积累起来的，使系统在不同的运动状态下能对
光伏发电系统-毕业设计
1. 引言 日常生活和社会生产都离不开能源。人们通过直接或间接利用某些自然资源得到能，因而，把具有某种形式能量资源以及由它加工或转换得到的产品统称为能源。前者叫自然能源或一次能源，如矿物燃料、植物燃料、太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和潮汐能等，后者通常又把可再生的自然资源称为新能源，其围包括太阳能、生物质能、风能、地热能和海洋能等。矿物燃料（煤、石油、天然气等）又称为常规能源。 值得注意，几乎所有的自然资源，从广义的角度看都来自太阳能。由大气、陆地、海洋、生物等所接受的太阳能都是各种自然资源的源泉。矿物燃料是古生物长期沉积在地下形成的，它的形成源自远古的太阳能。[9]水的蒸发和凝结，风、雨、冰、雪等自然现象的动力也是靠太阳，因而水能、风能归根到底都来自太阳能。生物质能是通过光合、光化作用转化太阳辐射能取得的。由于太阳和月球对地球水的吸水作用产生潮汐能。 世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球截取的太阳能辐射能通量为1.7ⅹ1014kW,比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间；47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间；约23%是水蒸发、凝结的动力，风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接受的太阳能总量为1ⅹ1018kW·h。这相当于5ⅹ1014桶原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍。 太阳的能量是如此巨大，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”，但是太阳辐射能的通量密度较低，大气层外为1353W/m2.太通过大气层时会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响，因而，太阳能对地球又呈
基于光伏发电的自动跟踪系统的设计方案
基于光伏发电的自动跟踪系统的设计方案 跟踪系统设计方案 2.1控制方法的确定 2.1.1该领域现有的控制方法 太阳电池方阵的发电量与入射角有关，光线与太阳电池方阵平面垂直时发电量最大，改变入射角，发电量明显下降。基本原理与结构：由两台电动机和减速机分别构成方位角转动机构和高度角转动机构，光电传感器置放大，与太阳电池板方阵平面垂直安装。随着光线方向的细微改变，传感器失衡，引起系统输出信号产生偏差，当这一输出信号达到一定幅度时，方向开关电路启动，执行机构开始进行纠正，使光电传感器重新达到平衡，即太阳能电池板方阵平面与光线成90度角而停止转动，完成一次调整周期。如此不断调整，时刻沿着太阳的运行轨迹追随太阳，构成一个闭路负反馈系统，实现了跟踪。该系统不需设定基准位置，跟踪器永不迷失方向。系统设有防杂光干扰及夜间停止跟踪电路，并附有手动控制开关，以方便调试[4]。系统结构如图2-1所示。 阴天或太阳被云层遮挡时，光线很弱，发电量极小，跟踪将无意义，系统会自动停止跟踪。即使天边某处透出相对较亮的光线，跟踪器也不会被误导跟踪，实现了防杂光干扰。云散日出时，自动跟踪器即时响应，找到太阳，跟踪到位。傍晚光线消失，已不能发电，传感器会发出信号，夜间停止电路启动，并转回到，转动机构上下终点共设 4个限位开关，以防万一出轨。 图2-1 双轴光伏发电自动跟踪系统结构框图 跟踪器所用传感器有三种：方位和仰角太阳传感器，风力传感器，日光开关。太阳传感器是把聚光电池阵列法线偏离太线的角度信号转变为电信号的装置，它是跟踪系统的重要部件，在很大程度上决定跟踪的精度。太阳传感器测量太阳的方位，如有偏向，通过驱动电机的运转使电池阵列对准太阳。风力传感器采用感应式器件，当风力达到一定强度（如
5kW并网型可调度式光伏发电系统设计
辽宁工业大学 光伏发电技术课程设计（论文）题目： 5kW并网型可调度式光伏发电系统设计 院（系）： 专业班级： 学号： 121806015 学生姓名： 指导教师：（签字） 起止时间： 2015.12.14-2015.12.25
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：新能源学院教研室：电气教研室Array 注：成绩：平时40% 论文质量60% 以百分制计算
摘要 近些年来，能源问题迫使世界各国对新能源开发和利用。太阳能因其自身的优势成为最有前途的一种新能源。将太阳能转换为电能越来越多的成为人们关注的焦点，只要成功，前途无量。但太阳能光伏发电仍旧存在着一些缺点，如成本高、能量转换率低，需要不断地改良，优化。对于光伏发电而言，并网模式是将其效率最大化最为理想的方式，因此要做好并网光伏发电系统的设计优化，才能满足电网对发电质量的要求，以及本身的安全运行。本文先对光伏发电进行了回顾，而后重点介绍了并网光伏发电系统，并提出了并网光伏发电系统设计的优化建议。 关键词：无线传感器网络；室内定位；RSSI；加权质心；混合定位
目录 第1章绪论 (1) 1.1光伏发电系统概况 (1) 1.2本文研究内容 (2) 第2章光伏发电系统总体设计 (3) 第3章发电系统设备选择及设计 (4) 3.1太阳能电池板的选择 (4) 3.2蓄电池参数计算及选择 (5) 3.3逆变器设计 (6) 3.4汇流箱设计 (9) 3.5并网逆变器控制保护设计 (11) 第4章总结 (13) 参考文献 (14) 附录A 光伏并网系统结构图 (16) 附录B 并网发电系统原理图 (17)
光伏发电技术及应用
光伏发电技术及应用2019 廖东进
目录 前言错误!未定义书签。项目1 太阳能光伏系统认识3 1.1太阳能光伏发电的应用及特点3 1.1.1光伏发电应用3 1.1.2光伏发电特点8 1.2 光伏发电系统认识11 1.2.1光伏发电系统工作方式11 1.2.2太阳能光伏发电系统的组成及分类16项目2 太阳能资源的获取22 2.1我国太阳能资源分布22 2.2太阳辐资源获取27 2.2.1 太阳能辐射量组成27 2.2.2 太阳能辐射量测量31 2.3太阳能辐射量估算33项目3光伏电池组件及方阵容量设计37 3.1光伏单体电池发电特性认识37 3.1.1单体电池参数认识37 3.1.2单体电池输出特性分析40 3.2 光伏组件输出特性分析45 3.3光伏方阵结构设计48 3.4光伏方阵容量设计54项目4 光伏储能设备认识及设计61 4.1铅酸蓄电池的认识61 4.2蓄电池的选择及容量设计69 4.3蓄电池的选购、安装、维护73 4.4超级电容器的认识及使用77项目5 光伏控制器认识86 5.1太阳能控制器认识86 5.1.1光伏控制器功能86 5.1.2光伏控制器分类及控制原理91 5.2光伏电池最大功率点跟踪方法97 5.3典型光伏控制应用及选购100 5.4典型光伏控制电路制作105
5.4.1蓄电池电压检测器电路制作105 5.4.2铅酸蓄电池充放电电路106 5.4.3太阳能草坪灯控制电路制作112 5.5超级电容在LED灯具中的应用116项目6 光伏逆变器119 6.1逆变器认识及测试119 6.2光伏逆变器控制原理124 6.2.1光伏逆变器工作原理124 6.2.2独立型逆变器129 6.2.3并网型逆变器135 6.3小功率逆变器制作141项目7 光伏发电系统容量设计144 7.1光伏系统容量设计考虑因素144 7.2太阳能光伏发电系统容量的设计与计算151 7.2.1光伏发电系统组件容量设计151 7.2.2蓄电池和蓄电池组容量设计155 7.2.3以太阳辐射量为参数的其他设计方法160 7.3并网光伏发电系统容量的设计与计算167项目8 太阳能光伏发电系统的整体配置与相关设计172 8.1太阳能光伏发电系统的整体配置172 8.2光伏发电供配电系统设计182 8.3太阳能光伏发电系统配置设计实例193项目9 RETScreen软件应用202 9.1 RETScreen认识202 9.2 RETScreen光伏模型中的应用204 9.2.1能源模型初始化204 9.2.2能源模型分析205 9.2.3成本分析模型设计207 9.2.4减排量分析209 9.2.5财务分析211参考文献213
家用分布式光伏系统设计(并网型)
家用分布式光伏系统设计 邓李军 （通威太阳能光伏电力事业部技术研发部，成都） 摘要：太阳能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。 目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统，是建在建筑物屋顶的光伏发电项目，方便接入就近接入公共电网，与公共电网一起为附近的用户供电。从发电入网角度出发，根据家庭用电情况可以给出系统施工要求、设计方法以及光伏组件、逆变器的选择等。 关键词：太阳能分布式光伏发电系统 1.前言 太阳能是一种重要的，可再生的清洁能源，是取之不尽用之不竭、无污染、人类能够自由利用的能源。太阳每秒钟到达地面的能量高达50万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转换为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012kW·h，相当于目前世界上能耗的40倍。从长远来看，太阳能的利用前景最好，潜力最大。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产和市场开拓方面都获得了长足发展，成为快速、稳定发展的新兴产业之一。 本文简单地阐述了家用分布式光伏发电系统设计方法和施工要求，仅供参考。 2.太阳能光伏发电应用现状 太阳能转换为电能的技术称为太阳能光伏发电技术（简称PV技术）。太阳能光伏发电不仅可以部分代替化石燃料发电，而且可以减少CO2和有害气体的排放，防止地球环境恶化，因此发展太阳能光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。目前发达国家如美国、德国、日本的光伏发电应用领域从航天、国防、转向了民用，如德国的“百万屋顶计划”使许多家庭不仅利用太阳能光伏发电解决了自家供电，而且