变论域模糊PID控制在微电网MPPT中的研究

合集下载

基于模糊控制的MPPT控制系统研究

Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 91【关键词】光伏发电系统 MPPT 模糊控制目前，全球范围内能源问题和传统能源的大量使用所引起的环境问题严峻，开发利用新能源是全人类面临的共同课题。

光伏发电以其清洁、可再生的独特优势得到人们青睐，被越来越多的应用于电力、通信、交通等各个领域。

最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking ，MPPT ）控制技术比起传统的基于模糊控制的MPPT 控制系统研究文/朱佳伟王伟李晓文戚维春PWM 光伏发电控制技术，成本更低，效率更高，因此成为提高光伏发电效率的有效方法。

MPPT 旨在输出功率实时追踪光伏电池的最大功率点，各种控制方法被不断地提出并实践，如恒定电压控制法(Constant V oltage Tracking ，CVT)、扰动观测法(Perturbation and Observation Method ，P&O)、导纳增量法(Incremental Conductance ，INC)等。

本文利用光伏电池输出特性，研究并设计了一种基于模糊控制思想的MPPT 光伏发电系统。

充分发挥模糊控制方法处理被控对象为非线性且精确的数学模型难以得到情况时的优越性，使系统能够更快的跟踪并且无振荡的稳定在最大功率点处，实现光伏电池输出功率最大化，从而提高光能利用率。

1 独立光伏发电系统原理1.1 光伏电池光伏电池基于光伏效应制作而成，半导体表面在太阳光的照射下，光子能量被吸收，使电子从价带跃迁到导带，从而产生电子——空穴对，实现光能到电能的转变。

实际工程应用中，光伏电池一般用如图1所示电路进行等效。

在理想情况下，旁路电阻R sh 无穷大，串联电阻R s 为0，得到如下关系式：（1）其中：I ph 为光生电流，I o 为反向饱和电流，K 为玻尔兹曼常数，A 为二极管理想因子，T 为绝对温度，q 为电子电荷量，U 为光伏电池输出电压，I 为光伏电池输出电流。

基于变论域模糊控制光伏MPPT算法的仿真研究

、壬3町扶2020年第33卷第11期Electronic Sci.&Tech./Nce.15,2020基于变论域模糊控制光伏MPPT算法的仿真研究蒋鹏程，汤占军，刘萍兰(昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650500)摘要通常采用模糊控制算法设计的控制器对实现光伏系统MPPT控制具有针对性，在光伏系统或控制器参数改变时，会出现、稳定、甚至跟踪失效等问题％针对此问题，文中一种基于变论域模糊控制的MPPT 算法，电导增量法的跟踪原理设计控制器的模糊规则来提高控制器的普。

该算法引入伸缩因子实现变论域的设计以降低控制器参数改变对跟踪效果的影响％在MATLAB/SivuCnk中的仿真结果表明，变论域模糊控制法在跟踪速度上相较于电导法提高了近一倍，且在论域失配与光伏系统模型失配情况下，相比于模糊控制能够更好地实现光伏系统MPPT控喘L关键词光伏发电系统；最大功率点跟踪'电导增量法'伸缩因子'变论域模糊控制'MATLAB仿真中图分类号TP273.4；TM615文献标识码A文章编号1007-7820(2020)11-016-08doi：10.16180/ki.ivnl007-7820.2020.11.004Simulation Stedy of Photovoltaic MPPT Basee on Variable Universe Fuzzy ControSJIANG Pengcheng,TANG Zhanjun,LU Pinglan(SchooeoeIneoomation Engineeoing,KunmingUnieeosityoeScienceand Techno eogy,Kunming650500,China)Abstract Generally,the controller designed by the fuzzy control algoothm is taceted to realize the MPPT control of the photovoltaic system.When the PV system or controller parameters change,there will be problems such as s eow toacking speed,pooostabieity,and eeen toackingeaieuoe.In eiewoethis,an MPPTaegooithm based on eaoiabee unieeoseeu eycontooeisadopted in thispapeo.Theeu eyoueeoecontooeeoisdesigned byusingthetoackingpoincipee oeconductanceincoementmethod toimpooeetheunieeosaeityoethecontooeeo.In addition,theaegooithmintooducesa scaeingeactootoimpeementthedesign oetheeaoiabeeunieeosetooeducetheimpactoechangesin contooeeopaoameteos on thetoackingeeect.Thesimueation modeeisbuietin MATLABjSimu eink,and theeeasibieityoetheaegooithm is eeoieied.Thesimueation oesuetsshowthattheaegooithm isneaoeydoubeed in toackingspeed compaoed with thecon-ductance incoementmethod.The simueation oesu ets show that the eaoiab ee-domain eu eycontooemethod isneaoey doubeed in toackingspeed compaoed with theconductance incoementmethod.Besides,undeothemismatch oethedo-main mismatch and thePVsystemmodee,thenewmethod can beteooeaeieetheMPPTcontooeoethephotoeoetaicsys-tem compaoed with theconeentionaeeu eycontooe.Keyworde photovoltaic power generation system；MPPT；incremental conductance；scaling factor；wOable universe fuzzy control；MATLAB sirnulation针对输出呈单峰特性的光伏系统，扰动观察法、电导和模糊控制系统的最大点跟踪(Maxirnun Power Poini Tracking,MPPT)控制。

基于模糊PID控制MPPT在光伏系统中的仿真研究

在当今油、碳等能源短缺的现状下，各国都加紧发展新能源的步伐，而太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。

然而，如何提高光伏发电的效率，是研究者一直热点讨论的问题。

光伏电池的材料大部分为晶硅光伏组件，其输出功率易受太阳辐照度和组件温度的影响。

不同的辐照度和温度下输出功率也会发生变化。

为了系统能够在任意的太阳辐照度和温度下始终保持最大功率输出，需要对该条件下的最大功率点（Maximum Power Point ，MPPT ）进行追踪。

目前，常用的技术有恒定电压控制法、扰动观察法、电导增量法、模糊控制法、神经网络法等[1-3]。

恒定电压控制法，控制简单，易于实现，有很好的稳定性，但精度较差，特别是外界环境发生变化时，对最大功率点变化适应性差；扰动观察法速度快，易于实现，但稳态精度不高，工程上常常采用此种控制算法；电导增量法控制效果好，稳定度高，但进行控制时需要较多的运算判断，控制算法相对比较复杂，同时对控制系统要求较高；神经网络法，算法比较复杂，实现相对较难，并且需要长时间的训练。

综合考虑，文中介绍一种基于模糊PID 控制MPPT 方法。

根据光伏电池的输出特性，运用MATLAB 建立了光伏阵列仿真模型，并对MPPT 进行仿真。

1光伏电池的数学模型光伏电池的等效电路为：由图1等效电路图可得：I =I ph -I o {exp[q （V +R s I ）AKT ]-1}-V +R s IR sh（1）式中，I ph 为光生电流；I o 为二极管反向饱和电流；q 为电子电荷（1.6×1019C ）；K 为玻尔兹曼常数（1.38×10-23J/K ）；T 为基于模糊PID 控制MPPT 在光伏系统中的仿真研究陈丽，韩辉（沈阳工业大学信息工程学院，辽宁沈阳110870）摘要：由于光伏电池在外界条件发生变化时，其输出特性也随之变化。

模糊控制在光伏MPPT方面的应用

三、基于模糊控制的MPPT控制法
1 先把采集到的信息模糊化 2 然后进行模糊决策，求得控制量的模糊集 3
去模糊化得出输出控制量，作用于被控对象，使被控过程达到预期的控制效果
光伏系统是一个非线性系统，很难用精确的数学模型描述；因此将模糊控制用于光伏系统的MPPT 控制是合适的。
最大功率点跟踪
●
因此，在光伏发电系统中，要提高系统的整体效率，一个重要的途径就是实时调整光伏电池的工作点，使之始终工作在最大功率点附近，这一过程就称之为最大功率点跟 (maximum power point tracking，MPPT)。
二、常用的MPPT控制方法介绍
恒电压控制法
MPPT 控制方法
二、常用的MPPT控制方法介绍 ----干扰观测法
干扰观测法的特点
该方法的优点是控制算法比较简单，对电量传感器精度要求不高。其缺点为需要始终判断对电压加以干扰的系统是否工作在最大功率点处。因此即使是在稳态时，系统工作电压也不能稳定在一个特定值上，不可避免地会造成一定功率损失。若扰动步长较大，则系统能较快搜寻到最大功率点处，动态响应较快，但会在最大功率点附近有较大波动，功率损失也较大；而若步长较小，相应的在最大功率点附近的波动较小，但系统搜寻最大功率点帮需要较长时间，动态响应较慢。跟踪步长的设定难以兼顾跟踪精度和响应速度，并且有时会出现判断错误现象。
模糊控制综合了直觉经验，具有不依赖被控对象的精确数学模型、鲁棒性强、响应速度快的特点，适用于难以建立数学模型的对象，
或对干扰十分严重的系统进行控制。
三、基于模糊控制的MPPT控制法
模糊控制没有积分环节，属于有差控制，在最大功率点附近的振荡仍然存在。为此，将传统 PID 控制引入到模糊控制当中，提出模糊/PID 控制的双模组合控制算法。

光伏发电MPPT的灰色模糊PID控制

光伏发电MPPT的灰色模糊PID控制连瑞娜;熊和金【期刊名称】《三峡大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(33)1【摘要】The output characteristics of photovoltaic cells are analyzed. According to power-voltage curve of photovoltaic array, on the basis of the existing control algorithm, the gray fuzzy/PID dual-mode control is adopted; that is to say, when it far from the maximum power point because of the changes of external environment or the loads, the fuzzy control is used to track maximum power point(MPP) quickly. For the fuzzy control is the error-control, the fluctuation nearby the MPP is still exist, so when it is nearby MPP, we use PID control to eliminate the error to guarantee the accuracy and reduce energy loss, and the gray-prediction is applied to the MPPT. The simulation results show that the system has good dynamic and steady performances.%分析了光伏电池的输出特性.根据光伏电池的功率-电压曲线,在已有控制算法的基础上,采用灰色模糊/PID双模控制,即在外界环境或者负载发生变化,导致远离最大功率点时,采用模糊控制进行控制,使系统能够快速跟踪到最大功率点.由于模糊控制属于有差控制,在最大功率点附近仍然有震荡,造成一部分功率损失,所以当系统工作在最大功率点的附近时,采用PID控制,以达到一定的控制精度,减少功率的损失,并且将灰色预测应用到光伏发电系统最大功率点跟踪上.仿真结果验证,该控制方法动态、稳态特性良好.【总页数】4页(P33-36)【作者】连瑞娜;熊和金【作者单位】武汉理工大学,自动化学院,武汉,430063;武汉理工大学,自动化学院,武汉,430063【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.变论域模糊PID控制在微电网MPPT中的研究 [J], 赵云涛;王佳2.非对称模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用 [J], 张超;何湘宁3.模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用 [J], 黄克亚4.改进型模糊PID控制在光伏系统MPPT中的应用 [J], 何鹏飞;吴雷5.太阳能光伏发电MPPT优化设计\r——基于模糊PID控制和粒子群算法 [J], 胡徐胜;纪萍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于模糊策略的PID控制器在光伏MPPT中的应用

基于模糊策略的PID控制器在光伏MPPT中的应用
徐锋
【期刊名称】《电气传动》
【年(卷),期】2014(44)5
【摘要】介绍了光伏电池的输出特性和光伏发电系统MPPT控制的基本原理,分析了传统MPPT控制方法存在的缺陷,针对传统MPPT控制方法存在的不足,提出了一种基于模糊控制原理与PID控制相结合的占空比扰动法在两级式光伏逆变器并网系统的应用.通过Matlab/Simulink建模仿真,结果证明该方法对提高跟踪速度、减小MPP功率振荡和提高光伏系统的效率等方面具有一定优势,系统具有良好的动态和静态性能.
【总页数】5页(P53-57)
【作者】徐锋
【作者单位】台州职业技术学院自动化研究所,浙江台州318000
【正文语种】中文
【中图分类】TM914
【相关文献】
1.改进模糊控制策略在光伏发电MPPT中的应用 [J], 王亚楠;杨旭红;李浩然;冯成臣
2.基于变步长与非对称模糊的光伏MPPT控制策略 [J], 杨旭红;尹聪聪
3.基于模糊控制和功率预测的变步长扰动观察法在光伏发电系统MPPT控制中的应用 [J], 徐锋
4.基于改进模糊控制算法的光伏系统中MPPT控制策略 [J], 周宏飞;杨旭海;赵咪;耿智化;张茜
5.基于模糊最优梯度法的光伏MPPT控制策略研究 [J], 陈菲;刘亚琳;张莹文
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于模糊—PID双模控制的MPPT技术研究

基于模糊—PID双模控制的MPPT技术研究【摘要】太阳能电池发出的功率不稳定，但其必存在一最大功率，为了提高光伏电池的利用率，需要采用一定的控制措施使光伏电池始终工作在最大功率点处。

研究方案以独立光伏发电系统为研究对象，建立了光伏电池的数学仿真模型，并在传统模糊算法的基础上，提出一种模糊-PID双模控制方案，仿真结果显示模糊-PID算法与传统模糊算法相比，消除了在最大功率点处震荡的问题，提高了跟踪精度。

【关键词】光伏；最大功率跟踪；模糊；PID1.引言能源是国民经济发展的血液，而如今能源稀缺，传统能源消耗殆尽，亟需开发新能源来代替传统能源，而太阳能在众多新能源中以其绿色环保、可再生、储量无穷等优势，得到了众多关注。

步入21世纪，全球光伏产业迅猛发展，装机容量大幅度提升，而国内光伏产业在经历了一场中欧光伏贸易危机后，充分暴露了国内光伏市场供过于求的窘境。

危机过后，我国政府迅速推出一系列利好政策，拉动光伏市场内需，旨在改善光伏市场目前的窘境，迎接新一轮的发展。

当前，光伏电池生产成本仍旧比较高，光电转换效率较低，为了更有效的利用太阳能，提高光伏发电系统的转换效率，采用太阳能最大功率跟踪很有必要[1]。

2.光伏电池的建模与仿真光伏电池属于半导体光电器件，光直接辐射到光伏电池上而产生电能。

光伏电池的特性可用等效电路来描述，但由于电路中很多参数难以确定，文献[2]给出了面向工程实际的光伏电池简化数学模型，所谓简化模型通常要求仅采用厂家提供的标准条件（光照强度Sref=1000W/m2，电池温度Tref=25/℃）下光伏电池板技术参数短路电流Isc、开路电压Uoc/、峰值电流Im、峰值电压Um，就可以得出C1和C2。

然而实际应用中，光照强度和环境温度不会一直在标准条件下，当环境温度和光照强度发生变化，可由式（1）-（6）得到光伏电池的数学模型[3]。

式中T是光伏电池环境温度，S是光照强度，a=0.0005A/℃，b=0.5，c=-0.0033V/℃。

基于模糊控制的MPPT控制系统研究

基于模糊控制的MPPT控制系统研究作者：朱佳伟王伟李晓文戚维春来源：《电子技术与软件工程》2018年第15期摘要通过研究光伏电池输出特性和光伏系统最大功率点追踪技术原理，提出了一种基于模糊控制算法的MPPT控制系统，并对该系统的硬件电路和控制算法进行了设计，同时搭建了控制系统仿真模型和原理样机.在此基础上，验证了模糊控制算法在光伏发电系统MPPT方面的正确性和可行性，结果表明系统具有较好的鲁棒性且动态性能良好【关键词】光伏发电系统 MPPT 模糊控制目前，全球范围内能源问题和传统能源的大量使用所引起的环境问题严峻，开发利用新能源是全人类面临的共同课题。

光伏发电以其清洁、可再生的独特优势得到人们青睐，被越来越多的应用于电力、通信、交通等各个领域。

最大功率点跟踪（Maximum PowerPoint Tracking，MPPT）控制技术比起传统的PWM光伏发电控制技术，成本更低，效率更高，因此成为提高光伏发电效率的有效方法。

MPPT旨在输出功率实时追踪光伏电池的最大功率点，各种控制方法被不断地提出并实践，如恒定电压控制法（Constant VoltageTracking，CVT）、扰动观测法（Perturbationand Observation Method，P&O）、导纳增量法（Incremental Conductance，INC）等。

本文利用光伏电池输出特性，研究并设计了一种基于模糊控制思想的MPPT光伏发电系统。

实际工程应用中，光伏电池一般用如图1所示电路进行等效。

基于变论域模糊控制的光伏发电MPPT控制

ห้องสมุดไป่ตู้
２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｔｏｎｇ２２６０１９，Ｃｉｎｈａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｖａｒｉａｂｌｅｕｎｉｖｅｒｓｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｒｙ，ｖａｒｉａｂｌｅｕｎｉｖｅｒｓｅｆｕｚｚｙＭＰＰＴｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．
第１６卷第１期
２０１７年３月
南通大学学报（自然科学版）ＪｏｕｎａｒｌｏｆＮａｎｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ＭａｘｉｍｕｍＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔＴｒａｃｋｉｎｇｏｆＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＶａｒｉａｂｌｅＵｎｉｖｅｒｓｅＦｕｚｚｙＣｏｎｔｒｏｌＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
Ｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｆａｃｔｏｒｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｕｎｉｖｅｒｓｅｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｉｔｒｈｍｗａｓｇｉｖｅｎ，ａｎｄｔｈｅｎ

变结构模糊控制在光伏MPPT中的应用

不同光照强度和温度下的 P-V 曲线
由图 1 可见，光伏电池最大输出功率是随外界环境的变化而改变的。
传统MMPT方法的缺陷
常用的 MPPT 方法有固定电压法、扰动观察法、增量电导法。固定电压法是设MPP的电压为一恒定值，而实际的 MPP 将会随外部环境的变化而变化，因此该方法虽简便，但 P 会偏离 MPP，产生较大的功率损失。扰动观察法和增加电导法虽然转化效率高，但 MPPT 电路功率开关的占空比调节量 △d 为定值；当 △d 较大时，MPP 速度快，但在 MPP 附近会出现较大的功率振荡；当 △d 较小时，MPP 附近的功率振荡会减弱，但系统对外界环境变化的响应能力变差。
变结构模糊控制流程图
模糊控制器的输入量、输出量
为了使得控制系统能快速而准确地跟踪到 MPP，并在 MPP 处减少由于振荡而产生的功率损失，因此在不同区域的模糊控制器采用不同的输入变量，输出为 MPPT 电路中开关器件的 △d。区域 1，3 模糊控制器的输入变量分别为：
区域 2 模糊控制器的输入变量为：
变结构模糊控制
在光伏发电 MPPT 中的应用
背景介绍
光伏发电具有无污染、无噪声的特点，它除阳光外无需其他生产原料，是一种应用前景广泛的绿色能源，目前已成为国内外学术界和工业界研究的热点。但由于光伏电池具有明显的非线性特性，为实现光伏发电系统的功率输出最大化，需要对光伏电池的输出最大功率点（ MPP ）进行跟踪。最大功率跟踪（MPPT）电路控制常采用固定电压法、扰动观察法、增量电导法以及模糊控制等方法。在模糊控制 MPPT 的基础上，提出一种变结构模糊控制算法，可以得到较好的动态及稳态性能。
变结构模糊控制的由来

基于模糊PI控制与电导增量法的光伏MPPT跟踪技术

ＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＭＰＰＴＴｒａｃｋｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＰＩ
ＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＣｏｎｄｕｃｔａｎｃｅＩｎｃｒｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ
ＬＩＡｎｇꎬＬＩＹｉｎ￣ｋｅꎬＬＩＵＷｅｎ￣ｆｅｎｇ
( ＳｈａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＨａｎｚｈｏｎｇ７２３００１ꎬＣｈｉｎａ)
图１光伏电池等效电路模型
根据基尔霍夫定律ꎬ可以得到:
侧ꎬ功率随着电压的增大几乎呈线性增长ꎻ当工作点
运行到最大功率点右侧时ꎬ开路电压大于最大功率
点电压ꎬ电流迅速下降ꎻ在点 ( Ｕｍ ꎬＰｍ ) 传输效率最
Copyright©博看网. All Rights Reserved.
２１
« 电气开关» (２０２２. Ｎｏ. ６)
电压ꎻＵｍ为等效模型的最大功率点电压ꎻＣ１、Ｃ２表示
修正系数ꎮ
故可得光伏电池的输出功率模型如下:
Ｕ
Ｐ( Ｕ) ＝ＵＩｓｃ [ １－Ｃ１ ( ｅＣ２Ｕｏｃ－１ ) ]
(７)
太阳能电池的数学模型的输出特性曲线如图２
所示ꎮ 由图２可以看出ꎬ在最大功率点( Ｕｍ ꎬＰｍ ) 左
化处理时ꎬ可以忽略并联电阻Ｒｓｈ对整个系统的影
响ꎬ最终公式(４) 可以化简为:
Ｉ＝Ｉｐｈ－Ｉｓ [ ｅ
ｑ( Ｕ＋ＩＲＳ)
ＡｋＴ
－１]
(５)
在标准条件( 日照强度１０００Ｗ / ｍ ꎬ温度２５℃ )
２
下ꎬ光伏电池简化数学模型可以表示为:
ìï Ｉ＝Ｉ { １－Ｃ [ ｅＣ２ＵＵｏｃ－１ ] }

自整定模糊PID算法在微电网MPPT中的应用研究

文献标志码：ＡＤＯＩ１．９９ｊｉｓ．６１９６２１．６０２：０３６／．ｓｎ１７ —６０．０１０．１
中图分类号：ＴＰ３ｌ
随着煤炭、油、然气等不可再生资源的减少，石天环境和能源问题日益突出，们逐渐认识到走可持续人
ＭＰＴ控制系统．Ｍａｌ／ｉｌｋ环境下建立了光伏电池模型和基于自整定模糊ＰＤ算法的ＭＰＴ控制系统．真Ｐ在ｔｂＳｍｕｉａｎＩＰ仿结果表明：系统跟踪速度快、态误差小；该静当外界环境变化时，够迅速准确地作出响应，到最大功率点；统在稳定能找系
，１ｃ
微电网概念的提出始于２０世纪末．９９年美国１９电力可靠性技术解决方案协会（ＥＴＳ在微电网的ＣＲ）可靠性、济性及微电网对环境的影响等方面展开研经究．ＥＴＳ提出的微电网模型与大电网之间只有一ＣＲ
ＭＰＰ点附近保持稳定并波动较小，对外界条件变化但的响应速度明显较慢．本文提供的方法是将自整定模糊ＰＤ控制应用到Ｉ扰动观察法中，通过负载的功率变化来直接调节占空比
变化量 △ Ｄ的大小以实现ＭＰＴ控制．４所示为Ｐ图
２２光伏电池ＭＰＴ控制．Ｐ

基于P&O的改进模糊PID双路控制在PV系统MPPT中的应用

ｌ＝Ｉｓｃｉ１－Ｃｅｘｐ（）］｝
ＯＣ
（２）
其中：ＣＩ＝（７
＝
咧
）
，
．
的变化；光伏电池被遮挡；串／并联电阻值对Ｐ — Ｖ特性的影响；天气状况等］。鉴于此，本文通过对Ｐ — Ｖ特性的分析，采用模
状况相匹配，而且可显著提高系统的响应速度。
《工业控制计算机｝２ｏｌ３年第２６卷ＩＤ双路控制在ＰＶ系统ＭＰＰＴ中的应用
ｍｐｒｏｖｅｄＦｕｚｚｙ－ＰＩＤＤｕａｌ－ｗａｙＣｏｎｔｒｏｌｉｎＭＰＰＴｏｆＰＶＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＰ＆Ｏ
理想情况下光伏发电系统进行改进，然而，在实际应用中，光伏发电系统的ＭＰＰＴ过程非常难以实现。其主要原因有：光伏发电系统的Ｐ — Ｖ特性随时间发生变化，如光伏电池老化；外部负载
２５ ℃，相对湿度为１＿５时，（１）式可以简化为：
糊一ＰＩＤ双模控制进行切换的方式来改变输出电压的扰动步长
（
一１）／Ｉｎ（１－Ｉｍ／．Ｉｓｃ）；
Ｖ。。为开路电压；Ｉａｒ，Ｖ分别为最大功率点电压和电流。
实现最大功率的跟踪。仿真结果表明，该算法可以很好地与天气

模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用

模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用学院：信息工程学院专业：控制工程学生姓名：学号：任课教师：汇报日期：年月日摘要摘要光伏电池的输出功率随外部环境和负载的变化而变化，为有效利用太阳能，需要对其进行最大功率点跟踪( MPPT) 。

模糊控制属于有差控制，在最大功率点附近仍有振荡存在，为进一步提高光伏发电MPPT 控制品质，提出一种基于占空比扰动的模糊PID 双模控制策略。

其基本方法是直接将占空比作为控制变量，在模糊控制基础上加入了传统的PID 控制，在大偏差范围内采用模糊控制进行快速响应调整，在小偏差范围内的精度调整采用常规PID 控制，实现了MPPT 精确性和快速性的兼备。

改进方法能够快速、准确地跟踪光伏电池的最大功率点，避免在最大功率点的振荡，提高了能量转换效率。

关键词最大功率点跟踪模糊控制PID控制IAbstractAbstractThe output power of PV module varies with module temperature．In order to effectively use solar energy，it needs maximum power point tracking ( MPPT) ．Fuzzy control is static error control，it still has oscillations existing near the maximum power point．In order to further improve the photovoltaic MPPT control quality，a fuzzy PID control strategy based on the duty cycle perturbation was proposed．The basic approaches are to directly take the duty cycle as control variables and to introduce the fuzzy control to the traditional PID control．The fuzzy control is used to respond quickly to adjustments in the large deviations and the conventional PID control is used for accurate adjustment within small deviations both with the accuracy of and the rapidity of MPPT．The simulation results show that this method can quickly and accurately track the maximum power point of photovoltaic cells，avoid the oscillation in the maximum power point，and improve the energy conversion efficiency．Key words MPPT Fuzzy controlPID controlII第2章最大功率跟踪介绍目录摘要 (I)A BSTRACT............................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (4)1.1题目背景 (4)第2章最大功率跟踪简介 (5)2.1MPP及MPPT介绍 (5)2.2光照强度和温度变化对MPP影响 (6)第3章常用的MPPT控制方法 (7)3.1干扰观测法 (7)3.1恒电压控制法 (8)第4章模糊PID控制 (11)4.1模糊控制器设计 (12)4.1.1确定输入输出量及模糊子集 (12)4.1.2隶属度函数的确立 (13)4.1.3 模糊控制规则制定 (15)4.1.4解模糊的确立 (16)结论 (18)参考文献 (19)3Abstract第1章绪论1.1 题目背景随着全球性能源危机和环境污染的日趋严重，有效、合理地利用现有资源、保护环境已成为全球关注的焦点。

模糊控制在微电网能量管理策略优化中的应用研究

模糊控制在微电网能量管理策略优化中的应用研究微电网是利用分布式能源资源的一种电力系统，通过局部能源的调度和管理来满足区域内的电力需求。

在微电网的能量管理中，为了实现能源的高效利用和供需的平衡，采用一种智能控制方法尤为重要。

本文将探讨模糊控制在微电网能量管理策略优化中的应用，并分析其优势和挑战。

一、引言随着可再生能源的快速发展和电力网络的转型，微电网作为一种分布式能源系统已经得到广泛应用。

在微电网中，能量管理策略的优化对于提高系统的可靠性和经济性具有重要意义。

模糊控制作为一种智能控制方法，可以在不确定环境下实现系统的控制和优化。

二、模糊控制在微电网能量管理中的应用1. 模糊控制的基本原理模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，它通过建立模糊规则来描述系统的运行状态和控制策略。

与传统的精确控制方法相比，模糊控制更适用于复杂、模糊和不确定的系统。

2. 微电网能量管理的优化目标微电网能量管理的优化目标是实现能源的高效利用和供需的平衡。

在能量管理策略中，需要考虑可再生能源的波动性、负荷需求的变化以及电池的充放电等因素。

3. 模糊控制在微电网能量管理中的应用模糊控制可以应用于微电网的能量管理策略优化中，通过模糊控制器来实现对系统的自适应调节和优化。

例如，通过建立模糊控制规则来调节微电网中的光伏发电系统输出功率，以使之与负荷需求匹配，从而实现能量的平衡和优化。

三、模糊控制在微电网能量管理中的优势1. 鲁棒性和适应性模糊控制具有较强的鲁棒性，能够应对系统参数的变化和不确定性。

在微电网中，能源的供给和需求具有波动性，传统的控制方法往往难以应对这种不确定性，而模糊控制通过建立模糊规则来适应变化的环境。

2. 灵活性和可扩展性模糊控制方法具有较强的灵活性和可扩展性，可以适应不同规模和复杂度的微电网系统。

由于微电网的结构和能源组成具有多样性，模糊控制可以根据系统特点进行灵活调整和扩展。

四、模糊控制在微电网能量管理中的挑战1. 模糊规则的建立模糊控制的性能很大程度上取决于模糊规则的建立。

模糊控制在微电网能量管理策略优化方法研究

模糊控制在微电网能量管理策略优化方法研究随着电力需求的增长和可再生能源的快速发展，微电网的应用变得越来越重要。

微电网是将分布式电源和储能设备与传统电网相连接的一种电力系统，具有高效、可靠、灵活和清洁等优势。

然而，由于微电网中包含的各种能量资源的不确定性和变动性，能量的管理和调度成为微电网运行中的一项重要挑战。

为了解决这一问题，模糊控制技术被广泛应用在微电网能量管理策略的优化中。

一、微电网能量管理策略微电网能量管理策略是为了实现高效能源利用和电力供应的稳定性而制定的一套控制方案。

其主要目标包括最小化能量成本、减少电网对传统能源的依赖、提高供电可靠性和降低环境影响等。

在微电网系统中，包括风能、太阳能、燃气发电等多种能源资源，因此能量管理策略需要根据实际情况动态调整能源的使用和供应。

同时，还需要考虑电池储能系统的充放电控制、能源的优先级分配和负荷的需求响应等。

这些问题涉及到多变量、非线性和模糊性等特点，因此需要借助模糊控制技术来进行优化。

二、模糊控制在微电网能量管理中的应用1. 模糊控制方法模糊控制方法可以将人类的经验和直觉转化为数学模型，用于处理模糊、不确定和非精确的问题。

在微电网能量管理中，模糊控制方法可以根据实际情况建立模糊规则库，通过模糊推理来确定能量的调度和供应策略。

2. 模糊控制策略微电网系统中的能源调度和供应问题可以看作是一个多变量的控制问题。

通过使用模糊控制策略，可以将各种能源的供应和需求进行模糊化描述，并利用模糊推理方法来确定最优调度策略。

模糊控制策略可以根据实际情况考虑不同能源的特点、成本和环境影响等因素，以实现能源的高效利用和降低成本。

例如，在太阳能供电过程中，可以通过模糊控制来调整光伏电池板的倾斜角度，以实现最大化的发电效率。

3. 模糊控制器设计为了实现微电网能量管理的最优化，需要设计合适的模糊控制器。

模糊控制器的设计包括确定输入变量、输出变量和模糊规则库等。

在微电网能量管理中，输入变量可以包括能源供应和需求的模糊集合，输出变量可以包括能源的调度和供应策略。

模糊控制在微电网能量管理中的应用研究

模糊控制在微电网能量管理中的应用研究随着社会经济的快速发展，对清洁能源的需求与日俱增。

微电网作为一种小系统，能够独立运行，并且能够与主电网进行互联互通。

在微电网的能量管理中，模糊控制技术因其适用性和鲁棒性而被广泛应用。

本文将深入探讨模糊控制在微电网能量管理中的应用以及相关研究。

一、模糊控制技术概述模糊控制技术是一种基于模糊逻辑的控制方法，它能够通过建立模糊规则集来处理非线性系统。

与传统的精确控制方法相比，模糊控制技术对输入输出之间的关系进行模糊化处理，能够更好地应对复杂和不确定的环境。

二、微电网能量管理微电网能量管理的目标是实现微电网内部能量的平衡，以及与主电网之间的能量交互。

传统的能量管理方法主要基于PID控制，但受限于精确数学模型，无法很好地应对微电网中复杂的非线性和时变特性。

模糊控制技术的引入为微电网能量管理提供了一种新的思路。

三、模糊控制在微电网能量管理中的应用1. 微电网中分布式能源的控制模糊控制可以通过建立适应性模糊规则集，实现对不同分布式能源的控制。

通过考虑多个因素，如天气、负荷需求和电池状态等，模糊控制能够根据实际情况动态调整分布式能源的运行模式，实现能量的高效利用。

2. 微电网内部能量的平衡控制微电网内部的各个能源之间往往存在不平衡，导致能量的浪费和质量下降。

模糊控制技术可以通过建立模糊规则，实时监测和调整微电网内部各个节点的能量流动，实现能量的平衡控制。

3. 微电网与主电网之间的能量交互控制微电网既可以与主电网互联互通，又可以独立运行。

模糊控制可以通过建立动态模糊规则，根据主电网的负荷变化和电价波动等信息，实现微电网与主电网之间能量交互的控制。

这样既可以满足微电网自身的能量需求，又能够参与电网调度，为电网提供调峰填谷的支持。

四、模糊控制在微电网能量管理中的研究进展目前，模糊控制在微电网能量管理中的应用研究已经取得了一定的进展。

在模糊规则的设计方面，一些研究者基于经验法则和专家知识构建规则库，但这种方法缺乏普适性。

积分分离模糊PID算法在MPPT中的应用

积分分离模糊PID算法在MPPT中的应用李宜伦;王胜辉;郑洪;高山;李锦秩【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2018(039)008【摘要】光伏最大功率跟踪采用模糊PID控制算法,在PID控制器中积分项I的作用为消除稳态误差,但是过度的积分调节可使系统稳定性降低、动态响应变慢.对此结合现有的PID控制算法、模糊控制算法、模糊PID算法中的优点,提出了一种基于积分分离的模糊PID控制算法,阐述了该方法的控制原理,并给出了控制模型,设计了分离系数的大小,控制了积分项I值的大小,对分离系数进行判别使控制模式分为3种,即模糊PD控制、半模糊PID控制、完整模糊PID控制,通过对积分项I的动态调节,提高了系统的动态响应能力.最终,结合整个光伏系统对传统模糊控制法、PID控制法、模糊PID控制法以及该方法进行静态和动态的仿真比较.结果表明,积分分离模糊PID算法具有响应速度快、超调量小和稳定性高的优点.【总页数】6页(P1-6)【作者】李宜伦;王胜辉;郑洪;高山;李锦秩【作者单位】沈阳工程学院电力学院,辽宁沈阳 110136;沈阳工程学院电力学院,辽宁沈阳 110136;沈阳工程学院电力学院,辽宁沈阳 110136;辽宁东科电力有限公司,辽宁沈阳 110179;国网丹东供电公司,辽宁丹东 118000【正文语种】中文【中图分类】TP273.4【相关文献】1.自整定模糊PID算法在微电网MPPT中的应用研究 [J], 肖俊明;祝海明;谭明;刘鹏程;杜迎虎2.模糊PID算法在光伏电池MPPT中的仿真研究 [J], 蔡文皓;李齐齐;李都3.基于自适应模糊PID算法的光伏系统MPPT控制 [J], 孙晓玲;惠晶4.积分分离PID算法在共轨压力控制中的应用研究 [J], 熊建;顾宏5.积分分离PID在控制电机转速中的仿真应用 [J], 陈永鹏;段海龙;王文艳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。