非线性UKF估计在光伏MPPT中应用研究-论文.pdf

《非线性UKF估计在光伏MPPT中应用研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、非线性UKF估计在光伏MPPT中应用研究聂晓华，赖家俊(南昌大学信工学院，江西南昌330031)摘要：非线性无迹卡尔曼滤波(UKF)估计用采样策略逼近非线性分布的方法，在光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)中采用大步长扰动观察法定位最大功率点的电压范围；在该电压范围用尽量小步长的控制电压，以相应的瞬时功率作为被估量，利用UFK精确估计，经过功率比较定位出最大功率点及其相应的控制电压，通过状态检测判断出状态突变。通过仿真验证了所提策略的正确性、有效性。关键词：光伏系统；最大功率点跟踪；扰动观察法；无迹卡尔曼滤波中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1002—087x(2ol4)

2、08—1484-03ApplicationresearchofnonlinearUKFestimateinphotovoltaicsystemMPPTNIEXiao-hua．LAIJia-jun(CommunicationandEngineeringCollege,NanchangUniversity,NanchangJiangxi330031，Chinn)Abstract：NonlinearunscentedKalmanfilterestimate(UKF)isthemethodofsamplingstrategyapproximatingnonlineardistributio

3、n．Themaximumpowerpointvoltagerangewaspostedbylargestepperturbation＆observationmethodinthemaximumpowerpointtracking(MPPT)ofphotovoltaicsystem．Usingassmallaspossiblestepcontrolvoltageinthevoltagerange，theinstantaneouspowerwasestimatedbyUKF，andthemaximumpowerpointanditscorrespondingcontrolvoltage

4、werepostedbypowercomparison．Themutationstatuswasdetectedbystatedetection．Thecorrectnessandefectivenessofthestrategyisverifiedbysimulation．Keywords：photovoltaicsystem；maximumpowerpointtracking；perturb~ion&observationmethod；unscentedKalmanfilter光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)控制方法主要有固定电1基于扰动观察法和UKF估计的压法、扰动观察法和

5、电导增量法等[1]，并出现了一些改进与优MPPT控制策略化算法【2_5]。常用的MPPT控制方法普遍存在对传感器要求高、uKF估计以无迹变换(Err)为核心进行非线性模型的状态精度差及误判等问题。和误差协方差的递推与更新。卡尔曼滤波算法中，对于一步预实际一天中的辐照度是时刻变化的(如早、晚和有云的天测方程，使用uT变换来处理均值和协方差的非线性传递，就气)，对于光伏电池的特性来说具有时变性要求。一般来说，理成为UKF算法。具体说，UT变换就是根据状态的先验均值和论上很难通过精确的光伏电池数学模型的实时计算来对光伏方差选取一组加权采样点集，将非线性变换作用于每一个采系统进行准确的MP

6、PT控制。由于检测和控制的限制，电压、样点，得到一个加权的均值和方差。电流的测量都存在噪声，测量方程和动态方程的非线性导致本策略分为两步：首先采用大步长扰动观察法定位最大被估计的瞬时功率状态是非线性非高斯分布的。本文在光伏系统MPPT中引入估计与预测理论]，鉴于功率点控制电压范围；然后，在该电压范围用尽量小步长的控制电压，以相应功率作为被估量，采用UKF精确估计，比较出非线性无迹卡尔曼滤波(UKF)器【7J对非线性系统优异的状态估最大功率点及对应的控制电压。大步长扰动观察法宜在短时算能力，提出一种以瞬时功率作为被估量，基于大步长扰动观间内确定一个最大功率点对应的控制电压区域，该电压

7、区域察法和UKF估计的MPPT控制策略。采用大步长扰动观察法包含功率状态突变的范围。快速定位最大功率点的电压范围；在该电压范围用尽量小步长的控制电压，以相应功率作为被估量，采用UKF算法精确1．1基于UKF估计的MPPT控制策略估算最大功率点；通过状态检测判断状态是否突变，避免考虑非线性系统：MPPT误判问题。jIXk+l厂Xk~lg)(1)Y=Hx+Yk、收稿日期：2014-01～17作者简介：聂晓华(1969-_)。男，河北省人。博士，副教授。主要研式中：为k时刻