【正文】 征值分析，在[13]中驗證了對于左邊曲線P與電壓電流曲線的交叉點是不固定的，而右邊的區(qū)域是穩(wěn)定的。此外，利用相頻分析表明當遇到擾動時特征向量可以描述ipv和vpv狀態(tài)的變化。從特征向量、估計的焦點上我們可以觀察出右邊的解是一個穩(wěn)定的點而左邊的解是一個散點。因此如果工作點被拉入一個電壓低于不穩(wěn)定點處的值時，系統(tǒng)會通過電壓衰減進一步加快。類似地，輸出功率會減少并且下降至零。這現(xiàn)象可以通過使用區(qū)域吸引力方法進行數(shù)學性描述。穩(wěn)定吸引力的區(qū)域在本例中可以被定義為： ()式中x=[vpv ipv]T。這種動態(tài)特性被用來實現(xiàn)一個替代的MPPT方案，這些將會在隨后的章節(jié)中解釋。上述控制依賴于周期性地調(diào)整參考功率Pref，同時保持vpv狀態(tài)和ipv在式（24）所定義的穩(wěn)定工作區(qū)域。首先，我們定義S為： ()和參考功率Pref最初，系統(tǒng)不輸出功率，S=1，P ref=0。參考功率然后增加?P，新的輸入功率會增加，Pnew=vpvipv，光伏電壓vpv減少，光伏電流ipv增加。經(jīng)過一段延遲時間后，“delay1”模塊在這一點處控制器來穩(wěn)定直流電壓時是需要的。由于新的輸入功率大于舊的輸入功率，以及系統(tǒng)仍然處在穩(wěn)定的區(qū)域，參考功率再次增加。相應的。這增量階段一直持續(xù)到達到最大功率點（MPP）之后。當達到最大功率點之后參考功率進一步增加，有足夠的光伏能量來滿足需求。因此，工作點從穩(wěn)定的區(qū)域移入不穩(wěn)定區(qū)，新測量的功率低于先前測量的值。因此，從PnewPold和S=1，新的狀態(tài)變?yōu)镾=0。請注意，如果在這一點上處不采取行動，PV電壓會像之前解釋的那樣崩潰。一旦工作點是在不穩(wěn)定區(qū)域，參考功率的值的不斷下降直到PnewPold。為了降低獲取功率并且盡可能快地防止電壓崩潰，在這種情況下不會添入延遲時間。當PnewPold時，下面這種情況會發(fā)生，電力需求足夠減少以至于χ在式（）定義的區(qū)域內(nèi)。這種狀態(tài)下S=1，并且整個過程是重復的。兩個重要的設計參數(shù)是到達不穩(wěn)定工作區(qū)時電壓崩潰的速度和控制器降低功率注入的響應時間。第一個可以被近似計算出： ()舉個例子，設一個MPP電壓vpv（0）=36 V。當崩潰發(fā)生時電壓必須維持在大于最終電壓vpv（t1）=34 V的水平上，輸入電容Cin =4mF，提取功率P=100W，和光伏電池電流IL = A。然后，在t1 =45ms時利用式（）求解t。因此控制器必須在小于t1的時間內(nèi)將功率輸出從100W降到94W。“delay2”模塊的目的在于在間隔等于電路持續(xù)的時間內(nèi)允許工作點回到一個穩(wěn)定解處。如果這不包含有一種維持工作點在除了MPP點之外的地方運行的危險。3 交流光伏模塊的并網(wǎng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)一般包括兩個基本階段：電壓放大和電網(wǎng)耦合。為了控制功率轉(zhuǎn)換器，第一階段增加光伏組件提供電壓的幅值以大于電網(wǎng)電壓是必要的。第二階段同步和控制電流注入電網(wǎng)。請注意由于電網(wǎng)電壓是固定的，功率輸入是通過設置輸入電流的振幅直接控制的。晶體管Q1–Q4和二極管D1–D4形成帶有高頻隔離升壓變壓器的直流–交流–直流變換器。幅值由變壓器的匝數(shù)比N2/N1和初級橋的占空比確定。在二次側(cè)電壓傳感器提供反饋電壓到初級側(cè)脈寬調(diào)制控制器來保持直流母線電壓在一個幅值高于電網(wǎng)電壓的恒定值上。這個電壓放大器的輸出連接一個由電感Lf和電容Cf組成的濾波器，濾波器具有隔離兩個不同逆變器電壓和電流中高頻分量的作用，即從電壓放大器到電網(wǎng)耦合轉(zhuǎn)換器。用一個由電感Lout和晶體管Q5Q8組成的電壓源逆變器的可以實現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)，為了控制輸出電流波形，電流型控制應用于以晶體管門電路中。在vac的正半周期， Q5和Q8導通，輸出電流增加。所有晶體管關閉時電流減少并通過Q6，Q7并聯(lián)的反向二極管。在vac負半周期，晶體管Q6和Q7導通，電流減少，電流通過Q5和Q8并聯(lián)的反向二極管增大時它們斷開。 PCU的交流光伏模塊。電網(wǎng)電壓波形使用一個輸出與一個比較器和一個模擬乘法器相連的運算放大器測量。比較器產(chǎn)生一系列50Hz的數(shù)字脈沖來與所使用的電壓完美的同步，從而開通或者閉合晶體管Q5，Q8和Q6，Q7。該乘法器還有一個來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的輸入，轉(zhuǎn)換器設置正弦模板的振幅從而產(chǎn)生參考電流。微控制器單元（MCU）執(zhí)行MPPT算法與DAC相接來更新參考電流的大小。請注意。 PCU的控制框圖輸入到電網(wǎng)電流的控制通過一個感應電阻和運算放大器來感應輸出電流iout來實現(xiàn)，再將它與參考電流iref作比較。該比較輸出結(jié)果采用兩個D觸發(fā)器來緩存。一個觸發(fā)器控制晶體管Q5和Q8的驅(qū)動和其他控制晶體管的Q6和Q7驅(qū)動，就像在上一節(jié)中解釋的那樣。在電網(wǎng)電壓的每半周期中只有一個觸發(fā)器是啟用的。輸入到電網(wǎng)的功率通過設置參考電流的幅值直接控制。因為這個電流正好與電網(wǎng)電壓同相，功率輸出Pout可以表示為: ()其中P0為輸入平均功率和ω為電網(wǎng)頻率，單位為弧度/秒。應該指出的是功率輸入必須是恒定的，有一個最大功率點。，Cf和電感L上的能量發(fā)生波動。同時，由于升壓轉(zhuǎn)換器工作在閉環(huán)條件下，一些能量波動也將被存儲在鐵芯的磁場中。存儲能量的最大變化可以計算為： ()其中T=π/ω。如果我們考慮一個無損系統(tǒng)來簡化，Pmax=P0，能量最大的變化為： ()知道了這個參數(shù)，Cin，Cf，和Lf可以被選擇，除非遇到以下兩種情況：（1）一個最大紋波在直流環(huán)節(jié)被發(fā)現(xiàn)以至于電壓vdc不低于電網(wǎng)電壓峰值；（2）輸入電壓vpv變化不超過容許值MPPT可以執(zhí)行。例如考慮Pmax =100W，ω=100π，和一個400 V的直流母線電壓。允許波動在350到450V之間，電壓直流環(huán)節(jié)電容和值可以計算為Cf=32μF。4實驗結(jié)果。太陽能板提供峰值功率100W當光強為1000W /m2時。電容器Cin和Cf值分別為2和44μF。電感器Lf和Lout值分別為15和40mH。晶體管Q1Q4為 MOSFET STP55NF06，晶體管Q5–Q8是STP11NK50，二極管D1–D4為 STTA206。變壓器是用3C90型環(huán)形鐵心材料制成，初級匝數(shù)為15和次級匝數(shù)為225。電流傳感器包括一個精密電阻和一個運算放大器。兩個ATMEL單片機應用在系統(tǒng)中。一個ATtiny15控制橫跨在DC鏈路上的Cf電壓平均值為400V。 ATmega8單片機控制參考電流的幅值并且實現(xiàn)MPPT算法。輸入電網(wǎng)電流由模擬比較器和邏輯門來安全控制。由一個運算放大器從電網(wǎng)獲得的正弦電壓成倍增加，由一個轉(zhuǎn)換器提供的一個恒定電壓使用IC AD633來實現(xiàn)。為了獲得參考電流Iref，帶有ATmega8的同步通信鏈路會提供數(shù)字信息。模擬比較器用于確定信號工作在連續(xù)模式下，緩沖區(qū)是需要的來限制Q5–Q8的開關頻率。最大開關頻率約為200kHz。本文提出的MPPT算法進行了測試并且和兩個現(xiàn)成的光伏逆變器作了比較。這些被標記為A和B。試驗在實驗室的規(guī)范條件下使用鎢絲燈進行。：。最大可用功率穩(wěn)定在平均31W，， 。所有的轉(zhuǎn)換器工作在低于MPP功率的水平。這是由于來自鎢絲燈的熱應力。它是眾所周知，溫度升高時太陽能板的電壓降低功率也下降。因此難以提供準確的比較，因為逆變器有不同的響應時間。逆變器A和B在開啟的空閑時間內(nèi)分別有為8和5s的上升時間。相反，逆變器C具有一個較長的上升時間，為10s?！癲elay1”模塊，這是用來維持足夠大的直流母線電壓和防止電網(wǎng)電流出現(xiàn)跌落波形。如果輸入功率增加太快直流環(huán)節(jié)電壓低于電網(wǎng)電壓（來補償能量的不平衡），系統(tǒng)不再是可控的。因此，輸入功率穩(wěn)步上升的同時，必須要始終保持電壓直流環(huán)節(jié)大于電網(wǎng)電壓幅度。這問題可以通過使用一個更快的直流環(huán)節(jié)電壓校正反饋來解決。將該系統(tǒng)在陽光改變的戶外條件測試，即晴朗并且多云的天氣?？梢钥闯觯刂破鞲櫧茖谌展庹斩人降淖畲蠊β?。 5結(jié)論最大功率點跟蹤算法和輸入電網(wǎng)功率控制作為一個的單一的控制單元已被提出，其將與電網(wǎng)連接光伏電池的動態(tài)特性考慮了進去。結(jié)果表明，PCU從光伏電池獲得恒定功率的同時將波動的瞬時功率有效地輸入到電網(wǎng)。根據(jù)這項方案所提出的控制策略在最大功率和維持功率變換器的穩(wěn)定性方面提供了一個簡單的解決方法。實驗結(jié)果表明了本方法與其他商業(yè)解決方案相比的有效性，以及應對多變的天氣條件時其令人滿意的工作性能。他們同樣證明了集成控制算法能成功維持設備在最大功率點處工作。參 考 文 獻[1] ‘Energy White Paper: our energy future – creating a low carboneconomy’. 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