光伏发电系统MPPT控制算法的优化研究
本文选题:光伏电池 + 智能算法 ; 参考:《中国地质大学(北京)》2016年硕士论文
【摘要】:为了解决环境污染和能源短缺的压力,太阳能作为最环保、最便捷、可持续的新能源,拥有着巨大的开发潜能。光伏发电产业也备受关注,然而光伏系统的高投资成本和较低的转化效率成为影响光伏产业向前发展的主要因素。如何提高光伏发电的转换效率俨然已成为各国关注和讨论的焦点。因此,作为提高能效重要手段之一的光伏发电最大功率点跟踪技术应运而生。本文通过对光伏电池和各种控制算法的分析研究发现:在跟踪控制过程中,传统的一些控制算法很难实现动态响应速度和稳态精度的有效平衡,跟踪效率并不理想。本文创造性的提出将蛙跳粒子群神经网络算法应用到光伏最大功率点跟踪控制中来,利用智能算法强大的自学习能力、非线性拟合能力和容错能力等优势,在结合恒压控制思路,使跟踪效率大大提高。针对光伏电池的原理、特性,进行了详细的分析;在MATLAB中建立电池模型,仿真分析环境改变时对电池的U-I、U-P特性曲线的影响。为光伏控制系统建模提供基础。剖析MPPT控制的原理、过程;根据光伏发电系统的运行状况,分析并选取合适的DC/DC(BOOST)电路。然后,研究各种MPPT控制的算法和思路,尤其对控制周期和步长的选取,做出了详细的理论推导;分别在MATLAB中建立光伏MPPT控制系统模型;分析各种算法的使用场合及优劣势,并在此基础之上提出基于蛙跳粒子群神经网络的智能控制算法。之后,详细介绍了神经网络和蛙跳粒子群算法的原理和优化思路,并在MATLAB中编写控制算法,搭建了基于蛙跳粒子群神经网路的MPPT控制系统模型,仿真结果表明,此智能算法在动态响应速度、稳态精度及抗干扰能力等方面均优于传统控制方法,控制效果突出。
[Abstract]:In order to solve the pressure of environmental pollution and energy shortage, solar energy as the most environmentally friendly, the most convenient, sustainable new energy, has great potential for development. However, the high investment cost and low conversion efficiency of photovoltaic system are the main factors that affect the development of photovoltaic industry. How to improve the conversion efficiency of photovoltaic power has become the focus of attention and discussion. Therefore, as one of the important means to improve energy efficiency, photovoltaic maximum power point tracking technology emerges as the times require. Through the analysis of photovoltaic cells and various control algorithms, it is found that in the tracking control process, some traditional control algorithms are difficult to achieve an effective balance between dynamic response speed and steady-state precision, and the tracking efficiency is not ideal. In this paper, we creatively apply the leapfrog particle swarm optimization neural network algorithm to the photovoltaic maximum power point tracking control, and make use of the strong self-learning ability, nonlinear fitting ability and fault-tolerant ability of the intelligent algorithm. Combined with constant voltage control, the tracking efficiency is greatly improved. The principle and characteristics of photovoltaic cells are analyzed in detail, and a battery model is established in MATLAB to simulate the effect of changing environment on the U-IU-P characteristic curve of the cell. It provides the foundation for the modeling of photovoltaic control system. The principle and process of MPPT control are analyzed, and the appropriate DC / DC boost circuit is analyzed and selected according to the operating condition of photovoltaic power generation system. Then, the algorithms and ideas of various MPPT control are studied, especially the selection of control cycle and step size, the detailed theoretical derivation is made; the PV MPPT control system model is established in MATLAB; the use situation and advantages and disadvantages of various algorithms are analyzed. On this basis, an intelligent control algorithm based on leapfrog particle swarm optimization neural network is proposed. Then, the principle and optimization idea of neural network and leapfrog particle swarm optimization algorithm are introduced in detail, and the control algorithm is written in MATLAB, and the MPPT control system model based on breaststroke particle swarm optimization neural network is built. The simulation results show that, The intelligent algorithm is superior to the traditional control method in dynamic response speed, steady-state precision and anti-jamming ability, and the control effect is outstanding.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM615
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 于培诺 ,王长贵;2002年世界光伏电池产量[J];太阳能;2003年03期
2 王长贵 ,于培诺;2003年世界光伏电池产量[J];太阳能;2004年04期
3 胡建明;高效低耗的光伏电池[J];可再生能源;2005年01期
4 ;光伏电池设备:关注大尺寸自动化[J];电子工业专用设备;2007年07期
5 ;我国获取提高聚合物光伏电池性能新方法[J];工程塑料应用;2008年03期
6 ;奥开发出电动车专用光伏电池系统[J];硅酸盐通报;2010年02期
7 吴晓莉;;浅述光伏电池的研究发展趋势[J];科技创新导报;2012年22期
8 ;未来的光伏电池能源[J];技术与市场;1997年03期
9 ;透明光伏电池光电效率提升一倍[J];功能材料信息;2013年04期
10 ;日本开发新光伏电池技术[J];电力与电工;2013年02期
相关会议论文 前10条
1 杨小牛;鲁广昊;黎立桂;;利用结晶实现塑基光伏电池形态的控制[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
2 傅望;郭珂;周林;;光伏电池工程用数学模型研究[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
3 翟小锋;赖建军;;包含近场热传递的热光伏电池系统的性能分析[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年
4 耿新华;;973项目-低价、长寿命新型光伏电池的基础研究[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年
5 徐琴芳;忽满利;李听昕;赵佩;高平安;梁磊;向光华;孙浩;;光伏电池表面周期性微结构减反特性分析与计算[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
6 魏怀鑫;李艳青;唐建新;;有机光伏电池中的界面效应研究[A];中国化学会第28届学术年会第11分会场摘要集[C];2012年
7 景悦林;曹莉;;有机光伏电池进展[A];经济生活——2012商会经济研讨会论文集(下)[C];2012年
8 苑舜;吴桐;蔡志远;;基于Matlab/Simulink的光伏电池特性仿真研究[A];2012输变电年会论文集[C];2012年
9 印寿根;杨利营;;聚合物薄膜光伏电池[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
10 印寿根;陈永胜;;石墨烯材料光伏电池的研究[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年
相关重要报纸文章 前10条
1 记者 方方;限制中国光伏电池产品将破坏全球清洁能源健康发展[N];中国经济导报;2012年
2 王菁 编译;斯坦福大学团队研发出自冷却光伏电池[N];中国电力报;2014年
3 广西 退休教师 赵春霆;光伏电池的应用与实践[N];电子报;2014年
4 中电科技集团公司第二研究所 杜海文邋张瑾;光伏电池设备:关注大尺寸 自动化[N];中国电子报;2007年
5 本报记者 李瞧 收集整理;拓日新能8.5亿元投资光伏电池[N];中国工业报;2009年
6 刘钢 黄国栋;奥地利开发出电动汽车专用光伏电池系统[N];中国高新技术产业导报;2010年
7 顾定槐 王晓岚;霍尼韦尔推出晶硅光伏电池新材料[N];中国化工报;2010年
8 王佑;2010年我国光伏电池产量达8吉瓦[N];中国高新技术产业导报;2011年
9 记者 吴芳兰 编辑 祝建华;拓日新能拟斥8.49亿再建光伏电池生产线[N];上海证券报;2009年
10 邢佰英;拓日新能8.5亿投资光伏电池[N];中国证券报;2009年
相关博士学位论文 前5条
1 刘成元;平面结构有机无机杂化钙钛矿光伏电池界面层优化[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
2 张伟;光伏电池表面微结构制备及其抗反射性能研究[D];江苏大学;2012年
3 罗新泽;多酸/ZnO光伏电池的构建和性能研究[D];东北师范大学;2012年
4 彭新村;锑化物热光伏电池材料的MOCVD生长特性研究及其器件模拟[D];吉林大学;2010年
5 张彩珍;太阳能级硅(SOG-Si)光伏电池中多孔硅吸杂工艺及其神经网络分析方法研究[D];兰州大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 印晶;自动气象站用太阳能高效控制系统的设计[D];南京信息工程大学;2015年
2 郭婷婷;光伏电池单二极管模型显式建模方法研究[D];渤海大学;2015年
3 付营飞;基于MPPT控制器的光伏系统设计研究[D];长安大学;2015年
4 常琛;基于CFD模拟下太阳能光伏通风玻璃窗应用于建筑的研究[D];内蒙古工业大学;2015年
5 周华;采用自适应区间扰动MPPT的光伏发电系统的研究[D];苏州大学;2015年
6 刘一欣;数字式光伏电池模拟器设计与实现[D];山东大学;2015年
7 王璐;具有MPPT功能的太阳能发电并网逆变器[D];燕山大学;2015年
8 李晓磊;CPC耦合PV/T系统设计及其热电性能研究[D];华北电力大学;2015年
9 孙传杰;便携式光伏电源控制器及其关键技术[D];河北工业大学;2015年
10 王雅岑;微尘传感环能回收装置的研究[D];河北科技大学;2015年
,本文编号:1965063
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/1965063.html