模糊逻辑控制提升光伏-蓄电池系统的可靠性与效率

本文主要探讨了模糊逻辑控制在离网直流负载中的光伏-蓄电池混合系统中的应用，发表于2018年的《电气系统与信息技术学报》第五卷第135期。研究者Neerparaj Raia和Mr. Bijay Raib来自印度安贝德卡理工学院和印度锡金马尼帕尔理工学院电气工程系，他们提出了一种基于模糊逻辑的独立控制系统，旨在优化光伏系统的性能并延长电池寿命。 核心内容聚焦于设计一个模糊逻辑控制器，用于DC-DC升压变换器的占空比控制，以实现最大功率点跟踪（MPPT）。这种控制方法利用了扰动观测法（PO），旨在最大化太阳能光伏板的电力输出，同时有效管理电池的功率流动。模糊逻辑的优势在于它能够处理非线性、不确定性以及变化的环境条件，对于光伏系统的动态行为控制具有优势。 与传统的PID（比例积分微分）控制系统相比较，模糊控制系统显示出明显的改进。通过仿真，结果显示模糊控制能够将电池的峰值电流减少0.22%，从而延长电池的使用寿命。此外，它显著降低了直流负载电压的建立时间（减少了16.23%）和峰值超调量（减少了14.62%），这意味着系统响应速度更快，稳定性更强。 研究背景中提到，随着化石燃料资源的枯竭和环境污染问题的加剧，可再生能源如光伏的利用变得尤为重要。但由于其间歇性和成本问题，混合系统集成多种能源（包括光伏和电池）变得必要。电池作为储能设备，虽然与超级电容器相比能量密度更高，但在可靠性与成本效益上有着天然的优势。 该研究的创新之处在于将模糊逻辑应用于实际的光伏-蓄电池混合系统，展示了模糊控制技术在解决可再生能源问题上的实用价值。同时，论文还强调了开放获取的重要性，该研究是根据Creative Commons BY-NC-ND许可进行发布的，这使得其他学者和研究人员可以无障碍地访问和利用研究成果。 这项研究为提高离网直流负载下光伏-蓄电池混合系统的性能和效率提供了一种创新的模糊逻辑控制策略，对于推动可再生能源的广泛应用和发展具有重要意义。