基于Fourier拟合的光伏跟踪系统设计

TK519%TM615; [目的]为提高光伏支架的发电效率,以基于Fourier拟合算法的视日运动轨迹光伏跟踪器为研究设计对象.[方法]借助MATLAB分析了传统视日运动轨迹算法的跟踪精度情况,更进一步地在此基础上提出了精度更优的8阶傅里叶拟合视日运动轨迹跟踪算法,并结合GNSS定位技术,得出太阳实时运行轨迹.系统设计以STM32单片机作为微处理器,采用6轴加速度传感器,通过重力矢量在其轴上的投影确定光伏跟踪支架的实时倾斜度,以此二者建立跟踪支架三维运行模型,通过分析太阳光线在支架上的余弦效应即可得到电机需要运行的动作角.同时为解决晨昏时刻光伏组件间的阴影遮挡问题,系统增加逆跟踪算法.并考虑到...

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Published in南方能源建设 Vol. 11; no. 1; pp. 54 - 63
Main Authors 刘星宇, 朱金荣, 盘瑶, 张剑云
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 扬州大学电气与能源动力工程学院,江苏扬州 225002%扬州大学信息工程学院人工智能学院,江苏扬州 225002 2024
Subjects
Fourier fitting algorithm
主从电机同步控制策略
apparent solar motion trajectory
光伏双轴
master-slave motor synchronous control strategy
视日运动轨迹
photovoltaic biaxial
reverse tracking
逆跟踪
Fourier拟合算法
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Summary:TK519%TM615; [目的]为提高光伏支架的发电效率,以基于Fourier拟合算法的视日运动轨迹光伏跟踪器为研究设计对象.[方法]借助MATLAB分析了传统视日运动轨迹算法的跟踪精度情况,更进一步地在此基础上提出了精度更优的8阶傅里叶拟合视日运动轨迹跟踪算法,并结合GNSS定位技术,得出太阳实时运行轨迹.系统设计以STM32单片机作为微处理器,采用6轴加速度传感器,通过重力矢量在其轴上的投影确定光伏跟踪支架的实时倾斜度,以此二者建立跟踪支架三维运行模型,通过分析太阳光线在支架上的余弦效应即可得到电机需要运行的动作角.同时为解决晨昏时刻光伏组件间的阴影遮挡问题,系统增加逆跟踪算法.并考虑到大规模机组的应用,提出主从电机同步控制策略.[结果]傅里叶拟合算法拥有更高的跟踪精度,精度可达到10-2数量级,高于传统算法一个数量级.同时采用逆跟踪技术可节约24.3％光伏阵列用地面积,大幅提高了土地利用率.[结论]本研究采用更为精准的视日运动轨迹跟踪模型,较好地解决了太阳辐射利用的余弦效应,提升了电站的发电效率,实现了安全高效绿色能源体系的建设,促进了我国"双碳"目标的推进与达成.
ISSN:2095-8676
DOI:10.16516/j.ceec.2024.1.06