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基于模型预测控制的光伏系统最大功率点跟踪控制器性能评估
摘要： 效率是光伏（PV）系统增长的主要因素。为在不同环境条件下从光伏系统中提取最大功率，人们探索了多种控制技术。本文评估了一种称为模型预测控制（MPC）的新型改进控制技术在光伏系统功率提取中的性能。利用MPC预测受控变量未来状态的能力，将其应用于追踪光伏系统的最大功率点（MPP）。研究发现，MPC用于最大功率点跟踪（MPPT）能在持续变化的大气条件下更快地追踪MPP，提供高效的系统。它有助于减少不必要的振荡并提高追踪速度。文中详细讨论了设计模型预测控制器的逐步过程。在此，MPC与传统的扰动观察（P&O）方法结合使用，用于控制直流-直流升压转换器开关，从光伏阵列中获取最大功率。将MPC控制器的结果与两种广泛使用的传统MPPT方法（即增量电导法和P&O法）进行了比较。MPC控制器方案已在MATLAB/Simulink环境中设计、实现和测试，并通过光伏系统的实验室原型进行了实验验证。
关键词： 最大功率点跟踪（MPPT）、预测模型、模型预测控制（MPC）、成本函数、光伏（PV）、可再生能源
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 不同空穴接触的CdTe/MgCdTe双异质结太阳能电池开路电压研究
摘要： 模型预测控制（MPC）被广泛倡导为工业电子多领域的设计策略。该方法虽受到部分研究者的强烈推崇，但也引发其他学者的批评。本文目的有二：其一，论证包括有限集MPC和线性控制器（比例积分、比例谐振PR）在内的多种主流控制策略均可视为MPC的特例；其二，揭示预测控制框架能赋予经典控制架构新颖特性，并设计新型先进控制架构以应对电力电子应用中的各类挑战。研究结论通过一种兼具卓越跟踪性能与延迟补偿能力的新型PR控制器设计实例得到验证，该设计经仿真与实验确认有效。
关键词： 模型预测控制（MPC）、控制设计、直流-交流电力变换器、脉宽调制逆变器、电流控制
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于改进受限控制集模型预测控制（iRCS-MPC）的光伏组件最大功率点跟踪
摘要： 本文提出了一种基于改进受限控制集模型预测控制(iRCS-MPC)技术的光伏组件鲁棒两阶段最大功率点跟踪(MPPT)系统。该研究从两方面进行改进：通过为不同工况采用三种差异化步长来优化传统P&O算法，以及改进传统MPC算法。改进的MPC算法采用单步预测时域，通过直接向变换器开关施加控制脉冲，既降低了计算负荷又实现了最大功率点(MPP)的快速跟踪。针对不同环境场景的计算机辅助实验结果表明：与传统方法(常规P&O+MPC)相比，在严苛环境条件下光伏功率和电感电流的超调与欠调分别降低了68%和35%。此外，该系统达到稳态所需的调节时间显著缩短。所提解决方案的可行性已通过MATLAB/Simulink仿真和硬件实验验证。
关键词： 最大功率点跟踪（MPPT）、光伏系统、模型预测控制（MPC）、升压变换器、直流-直流功率转换、模型预测控制（RCS-MPC）
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于光伏无功电压调节的配电网模型预测控制策略（适用于常规及突发异常负荷）
摘要： 本文通过基于光伏的视在功率控制方案开发了一种模型预测控制器（MPC），以在光伏电池接入配电线路时最小化功率损耗并稳定电压波动。采用加州独立系统运营商的标称电力负荷数据，结合DistFlow方程对系统动态进行仿真。由于实际用电量可能偏离标称值，进一步开发了估计器从测量数据中重构状态变量和电力负荷。MPC与估计器的集成形成了闭环控制框架，通过有效调节光伏电池提供的有功和无功功率，使系统能快速从异常扰动中恢复。我们使用双向单分支配电线路来验证所提方案的效能，结果表明该MPC确实降低了功率损耗并将电压维持在期望范围内。此外，估计器成功检测并准确估算了用电量的异常变化，引导MPC及时补偿此类意外电力负荷。
关键词： 模型预测控制（MPC）、配电系统、无功伏安（VAR）控制、光伏（PV）电池
更新于2025-09-10 09:29:36