平单轴光伏支架气动失稳参数敏感性研究

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作者 马文勇 康霄汉 +3 位作者 胡磊 崔阳阳 贾娅娅 张振凯 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期941-949,共9页

本研究以提高结构气动稳定性为目的,通过节段模型测振风洞试验,研究了湍流度、自振频率、阻尼比等参数对平单轴光伏支架气动稳定性的影响,并对其参数敏感性进行了分析。研究表明平单轴光伏支架在较大的倾角范围内会出现大幅气动失稳扭... 本研究以提高结构气动稳定性为目的,通过节段模型测振风洞试验,研究了湍流度、自振频率、阻尼比等参数对平单轴光伏支架气动稳定性的影响,并对其参数敏感性进行了分析。研究表明平单轴光伏支架在较大的倾角范围内会出现大幅气动失稳扭转振动,振动带有强烈的气动耦合和自激特征,临界风速低。在发生大幅扭转振动的倾角范围内,0°倾角(组件水平放置时)临界风速较高。湍流度的增大导致结构发生振动的倾角范围增加。小倾角(0°、5°)下增加阻尼比对支架气动失稳的控制效果较差,较大倾角(15°以上)下阻尼比的增大对结构气动失稳的控制效果十分明显。扭转频率的提高,对各个倾角下的临界风速均有较大的提升。 展开更多

关键词 平单轴光伏支架 扭转气动失稳 风洞试验 临界风速 大风保护

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均匀流场下平单轴光伏支架扭转气动失稳特征试验研究 被引量：6

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作者 马文勇 康霄汉 +2 位作者 张晓斌 陈伟 谭强 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期838-846,共9页

由于发电量明显高于固定式光伏系统,平单轴光伏发电系统近些年得到了广泛的应用。平单轴光伏支架由于扭转刚度较低,在大风天气下容易出现扭转气动失稳现象,从而造成支架结构破坏。为了进一步深入了解该振动的发生条件和机理,本研究通过... 由于发电量明显高于固定式光伏系统,平单轴光伏发电系统近些年得到了广泛的应用。平单轴光伏支架由于扭转刚度较低,在大风天气下容易出现扭转气动失稳现象,从而造成支架结构破坏。为了进一步深入了解该振动的发生条件和机理,本研究通过节段模型测振风洞试验研究结构自振频率、倾角、阻尼等参数对扭转气动失稳的影响,分析了气动阻尼和气动刚度随着风速和倾角的变化规律。研究表明,平单轴光伏支架的扭转气动失稳表现出较强的气动耦合效应,气动阻尼和气动刚度是影响平单轴光伏支架气动失稳的重要参数,对风速和倾角的变化较为敏感,该失稳现象具备自激振动的特点;扭转刚度的提高在某些倾角下可以有效地限制振幅,同时可提高结构在各倾角的临界风速;扭转气动失稳的倾角范围为-15°~20°,0°倾角附近临界风速较高,若采用小倾角进行保护时,建议将大风保护角度设为0°。 展开更多

关键词 气动失稳 平单轴光伏支架 风洞试验 临界风速 气动阻尼

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一种单级式高频隔离光伏并网逆变器及其调制方法 被引量：7

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作者 朱文杰 曹晓雅 +3 位作者 李学武 李云飞 周克亮 周翔 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期474-485,共12页

针对光伏并网系统中可实现双向功率流的单级式高频隔离逆变器,提出一种调制方法,结合电压钳位技术,解决了传统高频隔离光伏并网逆变器变压器二次侧的电压尖峰和振荡问题。该逆变器为两级功率变换,对其工作过程及原理进行详细分析,建立... 针对光伏并网系统中可实现双向功率流的单级式高频隔离逆变器,提出一种调制方法,结合电压钳位技术,解决了传统高频隔离光伏并网逆变器变压器二次侧的电压尖峰和振荡问题。该逆变器为两级功率变换,对其工作过程及原理进行详细分析,建立等效电路模型,并推导出该逆变器的数学模型。为弥补传统多谐振控制器的不足,研究一种针对单级式高频隔离光伏并网逆变器的相位补偿的多谐振控制器,在单级式结构中完成最大功率点跟踪(MPPT)和对并网电流的精确控制。最后对所提高频隔离光伏并网逆变器的调制方法及其控制策略进行实验验证。 展开更多

关键词 光伏发电 最大功率点跟踪 逆变器 单级式 相位补偿 多谐振控制

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高精度双轴太阳跟踪控制器设计 被引量：6

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作者 周培涛 李成贵 +1 位作者 刘绍宗 姚刚 《电光与控制》 北大核心 2011年第4期81-84,共4页

结合聚光式光伏发电对太阳跟踪装置的应用需求,设计了基于DSP与CPLD的高精度双轴太阳跟踪控制器。设计以太阳位置计算的方法为主要跟踪控制方式,采用CCD传感器对太阳跟踪角度偏差检测自动定位和校准。结合光电定位校准开关,可以消除较... 结合聚光式光伏发电对太阳跟踪装置的应用需求,设计了基于DSP与CPLD的高精度双轴太阳跟踪控制器。设计以太阳位置计算的方法为主要跟踪控制方式,采用CCD传感器对太阳跟踪角度偏差检测自动定位和校准。结合光电定位校准开关,可以消除较大的机械积累误差,跟踪精度高。根据太阳高度自动调整启动返回时间,可以最大限度地获得更多的光能同时又降低了不必要的功耗。本设计实验效果良好,配合菲涅尔聚光电池使光伏发电效率大大提高,具有较高的实用价值。 展开更多

关键词 聚光式光伏发电 太阳跟踪控制器 CCD DSP CPLD

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基于PIC16F877A自动太阳跟踪器的设计 被引量：17

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作者 伍春生 刘四洋 +1 位作者 彭燕昌 许洪华 《现代电子技术》 2007年第20期147-149,153,共4页

太阳能电池板的效率偏低导致光伏发电系统成本过高,是困扰其长足发展的主要原因。阐述了光伏发电自动跟踪系统的基本原理和研制的关键技术并以PIC16F877A为核心控制单元,设计了一种自动太阳跟踪器,能自动跟踪太阳的高度角与方位角,使太... 太阳能电池板的效率偏低导致光伏发电系统成本过高,是困扰其长足发展的主要原因。阐述了光伏发电自动跟踪系统的基本原理和研制的关键技术并以PIC16F877A为核心控制单元,设计了一种自动太阳跟踪器,能自动跟踪太阳的高度角与方位角,使太阳光线始终垂直入射在光伏阵列的表面以获取最大发电效率。详细介绍了系统软硬件设计方案并研制出相应可靠稳定运行的样机。 展开更多

关键词 PIC16F877A 自动太阳跟踪器 光伏阵列 发电效率

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基于两步预测的光伏并网SL-qZSI的模型预测控制 被引量：4

6

作者 赵峰 王卓 高锋阳 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期118-124,共7页

为了受控变量追踪指令值更加准确,避免调制带来的开关损耗增大等问题,针对三相光伏并网开关电感型准Z源逆变器,提出一种基于两步预测的多变量模型预测控制。该控制策略通过两步预测代替一步预测,对并网电流、电容电压和电感电流进行多... 为了受控变量追踪指令值更加准确,避免调制带来的开关损耗增大等问题,针对三相光伏并网开关电感型准Z源逆变器,提出一种基于两步预测的多变量模型预测控制。该控制策略通过两步预测代替一步预测,对并网电流、电容电压和电感电流进行多变量预测控制,可消除延迟时间,从而减小受控变量的振荡。最后通过Matlab/Simulink仿真,验证该控制策略在光照波动时并网运行过程中具有良好的控制性能和可行性。仿真结果也证明了相比一步预测,该控制策略所采用的两步预测减小了并网电流、电容电压和电感电流的振荡,使得它们跟踪各自指令值更加准确,还有减小总谐波畸变率的优点。 展开更多

关键词 模型预测控制 电力逆变器 最大功率点追踪 光伏并网 开关电感型准Z源逆变器

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面向光伏最大功率跟踪的改进滑模控制方法 被引量：12

7

作者 谢奇爱 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期381-388,共8页

为了进一步提高光伏发电的性能,该文基于滑模变结构控制提出一种改进的最大功率跟踪方法。首先,分析光伏阵列以及两级式光伏发电系统的数学模型;然后,基于滑模变结构控制原理,通过改变切换控制策略,提出最大功率跟踪改进方法;最后,通过... 为了进一步提高光伏发电的性能,该文基于滑模变结构控制提出一种改进的最大功率跟踪方法。首先,分析光伏阵列以及两级式光伏发电系统的数学模型;然后,基于滑模变结构控制原理,通过改变切换控制策略,提出最大功率跟踪改进方法;最后,通过数字仿真实现了该方法在不同环境条件下的光伏最大功率跟踪,与其他经典方法对比结果表明,该方法跟踪速度快、稳态功率波动小,可有效提升光伏最大功率跟踪性能。 展开更多

关键词 光伏发电 最大功率跟踪器 滑模变结构控制 切换函数 趋近律

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开关升压变换器在光伏发电系统中应用的研究 被引量：4

8

作者 刘硕 王云昊 杨立永 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期272-277,共6页

传统逆变器为降压变换器,不适用于光伏发电系统等需要升压的环境,并且为避免短路,需要在同一桥臂加入死区信号,这将导致输出电流波形畸变,同时也限制了其电压利用率。该文为解决上述问题,改进传统变换器拓扑结构,提出一种输入电流连续... 传统逆变器为降压变换器,不适用于光伏发电系统等需要升压的环境,并且为避免短路,需要在同一桥臂加入死区信号,这将导致输出电流波形畸变,同时也限制了其电压利用率。该文为解决上述问题,改进传统变换器拓扑结构,提出一种输入电流连续型开关升压变换器拓扑结构并将其应用到光伏发电系统中。该拓扑为单级变换器,具有升压电路简单,输入电流连续,逆变侧上/下桥臂不需要添加死区时间,抗干扰能力强等优点,可很好的应用到光伏发电系统中。该文通过实验验证了该拓扑结构的准确性及应用到光伏发电系统的可行性。 展开更多

关键词 光伏组件 光伏发电 DC-DC变换器 最大功率点跟踪器 滞环扰动观测法

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储能型开关升压光伏并网逆变器的研究 被引量：6

9

作者 刘硕 周旭 李建林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期42-48,共7页

以光伏发电并网系统为研究对象,提出一种新型储能型开关升压并网变换器。通过建立小信号模型,对系统中的储能型开关升压网络进行分析,该系统共包含3个功率单元:光伏组件、储能型开关升压网络和并网逆变器。为最大程度地利用太阳电池能量... 以光伏发电并网系统为研究对象,提出一种新型储能型开关升压并网变换器。通过建立小信号模型,对系统中的储能型开关升压网络进行分析,该系统共包含3个功率单元:光伏组件、储能型开关升压网络和并网逆变器。为最大程度地利用太阳电池能量,利用扰动观测法对最大功率点进行跟踪。同时建立能量管理策略,对3个功率单元的能量流动进行控制,可提高能量利用率、增强系统的稳定性。仿真和实验验证了该拓扑结构的优越性以及储能策略的可行性。 展开更多

关键词 最大功率点跟踪 DC-DC变换器 储能 并网逆变器 光伏发电

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基于改进灰狼优化算法的光伏阵列多峰MPPT研究 被引量：32

10

作者 毛明轩 许钊 +3 位作者 崔立闯 朱立尧 郭珂 周林 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期450-456,共7页

针对局部阴影条件下光伏阵列呈现出的非线性多峰值P-V输出特性,提出一种基于改进灰狼优化算法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法。该算法将传统灰狼优化算法中线性减小的收敛因子改进为按非线性规律变化,以改善算法的动态性能。结果表明:... 针对局部阴影条件下光伏阵列呈现出的非线性多峰值P-V输出特性,提出一种基于改进灰狼优化算法的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法。该算法将传统灰狼优化算法中线性减小的收敛因子改进为按非线性规律变化,以改善算法的动态性能。结果表明:所提出的MPPT方法在局部阴影条件下能有效跟踪到光伏阵列的最大功率点,不仅具有较快的跟踪速度,且跟踪精度达到99.1%。 展开更多

关键词 最大功率点跟踪 太阳电池 非线性控制系统 光伏阵列 改进灰狼优化算法

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光伏组件不同固定间距测试及有限元模型研究 被引量：7

11

作者 王小峰 杨帆 尤颖 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期211-216,共6页

以跟踪支架组件在不同固定间距下的机械性能及电性能为研究对象,通过TUV测试机构测得两种安装间距下组件的挠度、功率衰减及隐裂情况满足测试要求,表明组件的两种安装方式在项目设计与建设中具有可行性。进一步结合有限元理论方法及Ansy... 以跟踪支架组件在不同固定间距下的机械性能及电性能为研究对象,通过TUV测试机构测得两种安装间距下组件的挠度、功率衰减及隐裂情况满足测试要求,表明组件的两种安装方式在项目设计与建设中具有可行性。进一步结合有限元理论方法及Ansys软件,建立光伏组件有限元模型进行理论计算,通过将数值模拟结果与实测数据进行对比验证了模型的合理性,并给出了计算结果相应的控制指标,能够对组件在不同固定间距下的机械性能及电性能做出安全评估,对项目设计的安全性及成本控制具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 平单轴跟踪支架 光伏组件 固定间距 机械测试 有限元 挠度 应力 隐裂 成本

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侧拉式斜单轴太阳能跟踪装置的设计及发电效率研究 被引量：4

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作者 李欢东 许启明 石鑫 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2016年第10期1609-1612,共4页

侧拉式斜单轴太阳能跟踪装置利用将旋转驱动力从转动轴分离到远离轴心的支架上这一机械结构创新理念,并结合"杠杆原理"大大降低了跟踪驱动力;减小跟踪控制半径提高跟踪精度;引入"三点决定一个平面"几何原理改善装... 侧拉式斜单轴太阳能跟踪装置利用将旋转驱动力从转动轴分离到远离轴心的支架上这一机械结构创新理念,并结合"杠杆原理"大大降低了跟踪驱动力;减小跟踪控制半径提高跟踪精度;引入"三点决定一个平面"几何原理改善装置运行稳定性;并采用下潜式双层结构降低设备转动部件的重心以便减小风力扰动引起的不稳定性。样机测试表明:与固定式光伏发电系统相比,侧拉式太阳能跟踪装置的发电量可以提高28.9%-51.9%;不论晴天或是多云,其发电效率提升稳定性好;月均发电效率提升40.57%,接近并超过部分双轴跟踪系统。 展开更多

关键词 太阳能跟踪 侧拉式斜单轴 光伏系统 发电效率

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领地粒子群算法在光伏最大功率跟踪的应用 被引量：24

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作者 石季英 凌乐陶 +3 位作者 薛飞 秦子健 刘文安 杨挺 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2554-2560,共7页

在深入研究光伏阵列在局部遮蔽条件下的特性曲线后,提出一种基于电压区间的功率最大值范围估计策略;并在粒子群算法基础上,赋予每个粒子领地属性后,设计一种领地式迭代策略,提出一种领地粒子群最大功率点追踪算法。该算法能在局部遮蔽... 在深入研究光伏阵列在局部遮蔽条件下的特性曲线后,提出一种基于电压区间的功率最大值范围估计策略;并在粒子群算法基础上,赋予每个粒子领地属性后,设计一种领地式迭代策略,提出一种领地粒子群最大功率点追踪算法。该算法能在局部遮蔽条件下快速找到全局最大功率点。仿真和实验结果均证明,与原始粒子群算法相比,领地粒子群算法能缩短追踪时间50%以上。 展开更多

关键词 太阳电池 局部搜索 最大功率点追踪 粒子群优化

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