【摘 要】
：
实际环境光伏发电系统的快速发展可以有效缓解现有能源问题,然而太阳能自身受天气等因素影响,成为不可控能源,外界因素造成的光伏阵列局部阴影会给光伏发电系统造成能量损失。因此寻找到能够有效提高光伏阵列光电转换效率的方法,是保障光伏发电系统稳定运行的重要手段。本文基于现有光伏系统的不足,通过正确诊断出均匀光照和不均匀光照条件,利用策略切换对最大功率点进行追踪搜索,使得光伏阵列能够输出平滑稳定的最大功率值。
【基金项目】
：
国家自科基金“基于自动需求响应的多能互补智能楼宇全直流微网动态优化”； 湖南省科技厅项目“太阳能光伏微电源直流供电系统研发”； 湖南省新农科研究与改革实践项“巩固光伏扶贫成果的绿色生态智慧农业虚拟仿真平台建设”；
论文部分内容阅读
实际环境光伏发电系统的快速发展可以有效缓解现有能源问题,然而太阳能自身受天气等因素影响,成为不可控能源,外界因素造成的光伏阵列局部阴影会给光伏发电系统造成能量损失。因此寻找到能够有效提高光伏阵列光电转换效率的方法,是保障光伏发电系统稳定运行的重要手段。本文基于现有光伏系统的不足,通过正确诊断出均匀光照和不均匀光照条件,利用策略切换对最大功率点进行追踪搜索,使得光伏阵列能够输出平滑稳定的最大功率值。（1）提出基于光伏阵列工作状况的功率自适应动态切换策略。首先分析太阳能电池发电原理,剖析了光伏电池内部结构和工作过程;对不同光照条件和环境温度下的光伏阵列输出特性带来的影响进行了阐述;并根据沙土污物遮盖和移动云层等引起光伏阵列出现局部阴影的环境下,对不同工作情况引发的多峰效应进行研究;基于此光伏发电系统,提出功率自适应动态切换搜索策略方案,研究传统检测法、改进电流检测法、改进电压检测法实现故障支路中的故障电池板定位,理论分析和对比仿真实验结果表明,电压检测方式更加合理有效。（2）针对均匀光照下的功率极值点,采用基于数值积分面积差优化算法进行搜索。根据太阳能系统对功率极值点的搜索特点,搭建MPPT（Maximum power point tracking）模型去验证传统单峰寻优策略的可行性和有效性。实验结果表明:复杂环境下传统（扰动观察法、电导增量法、恒定电压法等）MPPT策略存在太阳能能量利用率不高的问题。基于此,提出了自适应步长的单峰搜索策略来对单峰光伏发电系统进行寻优。仿真结果表明,该方法兼备恒定电压法的跟踪速度、低的稳态振荡特点和电导增量法、扰动观察法较高的搜索精度。（3）为解决分子动理论优化算法在不均匀环境下光伏MPPT难以跟踪到全局最大功率点,提出基于P-I搜索区域的种群多样性搜索策略。针对粒子群算法和细菌觅食算法两种搜索策略在多峰光伏发电系统MPPT寻优过程中易陷入局部、搜索精度不高、动态响应慢等特点,提出了基于优值变异的分子动理论优化算法。该算法通过计算方差来调整粒子均匀度、自调节迭代次数以及种群数目来加快收敛速度、基于P-I搜索区域缩小最大值活动范围、利用最优个体更迭结合改进步长来提高收敛精度,同时,算法将外界光照强度以及温度作为算法重启条件。仿真结果表明,该算法能较好的跳出局部峰值、提高收敛精度、并在动态环境下具备优良的反应能力,能较好实现光伏大棚的智能多峰寻优MPPT控制。（4）光伏大棚MPPT控制系统GUI仿真平台和小功率实验装置研发。利用Matlab软件自带的半自动化GUI虚拟界面来简化设置。制作的虚拟GUI主要有:进入界面、主界面、光伏电池相关参数设置界面、光伏电池串并连接方式设计界面、光伏大棚环境参数设置界面和负载参数设置界面、MPPT控制选择方法界面、智能算法参数设置界面、仿真运行结果显示界面。同时通过光伏大棚MPPT控制系统的硬件电路设计和软件系统编程完成实验样机研发,其测试结果基本与仿真实验结果相近,验证所建实验样机的可行性和所提算法的有效性。
其他文献
随着风电装机数量的日益增长,风电机组故障率高以及运维成本高成为当前风电行业发展的瓶颈。当前风机故障监测主要依赖SCADA报警系统和运维工程师的经验分析,然而运维人员的知识储备存在一定差异,由此可能导致潜在故障发现不及时,故障处理精准度低等问题;在现场运维工作中,可能由于派遣的工程师专业技能的欠缺,故障处理能力不足,从而严重影响运维任务的处理效率,使运维成本大大提高。针对风电运维行业存在的以上问题,
显著目标检测算法获得图像中最重要的信息,使得后续的数据分析更为便捷。其目标是提取出图像中最吸引人注意的显著目标区域并分割出该目标的边缘。现有的显著目标检测方法在简单场景的图片中预测出较好的效果,但是对于一些具有低对比度或者形状复杂等属性的图片仍然检测不佳。主要体现在两个方面,一是对于显著目标的内部区域的整体预测不够精准;二是显著目标边缘及其周围的像素是较难预测的像素,边缘的预测还不够精细。因此设计
脑出血（Intracerebral Hemorrhage）通常是指由颅内脑血管疾病所引起的出血,具有极高的发病率及死亡率。计算机断层扫描（Computed Tomography,CT）成像由于其经济、快速且应用广泛,成为了临床上对脑出血进行诊断的金标准。因此对CT图像中的脑出血区域进行准确、及时地定位勾勒可以辅助医生更客观地了解脑出血区域的情况并制定出更好的治疗方案。手动分割脑出血区域要求医生具有
皮肤疾病遍及世界上所有的地区,发生在所有的年龄阶段,影响着全人类的健康。其在早期阶段危害不大,一旦发展到晚期演变为皮肤癌,致死率将大幅提升。因此,针对皮肤疾病的早期筛查与诊断至关重要。现阶段皮肤疾病的诊断,主要依赖皮肤科医生的肉眼观察,通过分析皮肤镜图像中皮损区域的颜色、形状等特征做出判断。但是,不同的医生在临床经验和技术水平上存在较大的差异,这种方式的不确定性强、受主观性影响大。由此可见,借助计
理想的生物标记物对于疾病的早期诊断、鉴定及监测具有非常重要的价值及作用。在过去的数年里,越来越多的证据证明微生物和lncRNA在人体各项基本生命活动中充当着极为关键的角色。因此,微生物和lncRNA被认为是潜在的生物标志物,在人类疾病研究中受到了诸多关注。然而,传统的生物学鉴定实验成本高且耗时长。于是,为了推进生物标记物的识别进程,研究人员开始借助更为高效的计算模型来推断疾病与微生物以及疾病与ln
多目标优化问题（multi-objective optimization problems,MOPs）是同时具有多个互相冲突目标的优化问题。相较于静态多目标优化问题,动态多目标优化问题（dynamic multi-objective optimization problems,DMOPs）具有目标函数、约束条件或相关参数随着时间变化而动态变化的特征。现实生活中很多优化问题都具有DMOPs的特性,由
在现实生活中,许多优化问题涉及多个优化目标,有两、三个相互冲突目标的优化问题被称为多目标优化问题（MOPs）。具有至少四个冲突目标的MOPs被称为高维多目标优化问题（Ma OPs）。由于其在现实世界中的广泛应用,多目标优化研究已成为热门话题。进化算法具有简单、直观以及基于种群的特性,所以其适用于解决多目标优化问题。现有的大量多目标进化算法（MOEAs）都是依赖于Pareto支配关系进行收敛。但是,
欠驱动系统,是一种泛指独立控制输入空间维数相比于系统自由度少的典型控制系统,它的本质上是属于非线性系统,其特点之一便是输入空间的维数低于它所构造的空间。相比较全驱动系统,欠驱动系统具有结构简单,可以节约能源,成本相对低廉,系统更加灵活等诸多优点。欠驱动系统的特点是结构简单,便于对系统进行整体分析以及仿真实验,便于研究和验证各种算法的有效性。近几十年来,欠驱动系统的控制一直都是控制科学技术领域的热门
伴随着智能电网的兴起,我国已将分布式能源建设放在战略位置。但由于风电、光伏等分布式能源具有间歇性,波动性等特点,如果直接并网会给整个微网系统带来许多难题。而在微网中增设储能系统,不仅能提高供电的可靠性,还可以给用户侧带来直接的经济效益。本文在对风光数据进行预处理的条件下,建立应用于多场景的混合储能综合效益模型和寿命预估模型,根据不同用电地区制定不同控制策略,并引用智能优化算法对综合模型进行求解。围
无线电能传输（Wireless Power Transmission,WPT）作为当代新兴的能量传输方式,具有便捷、安全、可靠的特点,近年来受到人们的广泛关注。线圈作为WPT系统中重要组成部分,其耦合系数直接影响无线电能传输系统传输效率。线圈结构及其物理参数与耦合系数息息相关。因此,开展线圈结构及其参数优化研究,对提升WPT系统传输效率具有重要意义。针对提升线圈间耦合系数的问题,传统方法主要以优化