模糊控制器设计
在光伏并网发电系统中,使用模糊逻辑对系统的输入和输出进行设计,可以得出一系列控制规则,可以由微机十分简明地实现。
1 确定模糊控制器的结构
MPPT控制设计,其关键是模糊控制器的设计。选用双输入单输出模糊控制器,如图4所示。
模糊控制器的第n时刻输入量,为第n时刻的功率变化量△P(n)和功率变化率;第n时刻的输出量为第n+1时刻的占空比改变量△D(n+1),大小在[0,1]间变化。其中功率变化量△P(n)=P(n)-P(n-1),功率变化率用△P(n)/△D(n)代替计算。
2 确定输入、输出量模糊子集及论域 △P(n)的模糊集为E,△P(n)/△D(n)的模糊集为EC,△D(n)的模糊集为U。 将语言变量E和U,定义为7个模糊子集,EC定义为6个模糊子集,即: 其中:NB,NM,NS,NO,ZO,PO,PS,PM,PB分别表示负大,负中,负小,负零,零,正零正小,正中,正大等模糊概念。将E,U的论域规定为15个等级,将EC的论域规定为12个等级,即:
3 确定隶属函数
模糊子集的隶属函数形状较尖,反映模糊集合具有高分辨率特性较高的灵敏度。
故本文选择三角形作为隶属函数的形状,E和EC的隶属函数见图5和图6,U的隶属函数如图7所示。
4 确定模糊控制规则
根据功率值的变化量,来决定这一时刻的占空比改变量。通过对光伏电池输出功率P与占空比D之间的特性曲线分析,并且考虑到外界环境因素(温度、日照强度)对光伏电池输出功率的影响得到以下原则: (1)若输出功率增加,则继续原来改变量调整方向,否则取相反方向; (2)离最大功率点较远处,采用较大改变量以加快跟踪速度;离最大功率点附近,采用较小改变量进行搜索以减小搜索损失; (3)当达到以最大功率点为中心的极小的ZO区域时,系统稳定下来,直至外界环境再次发生明显变化。 (4)当温度、日照强度等因素发生变化导致光伏电池输出功率发生明显变化时,系统能够作出快速的反应,进行再次寻优。 遵循上述原则,并对实际仿真结果进行调整得到最终控制规则表,如表1所示。
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