光伏供电系统最大功率点跟踪控制算法研究
本文选题:棉花滴灌 + 无线控制 ; 参考:《石河子大学》2017年硕士论文
【摘要】:随着世界能源危机的出现,保护环境刻不容缓,寻找新型清洁能源已成为当务之急。太阳能因其清洁、无污染、可再生等特点,备受人们青睐。太阳能光伏发电技术的发展和研究,对于节能和环保都具有重大的意义。由于新疆兵团棉田面积大、分布范围广,滴灌控制系统有线供电成本高,偏远地区灌溉的能源动力得不到解决,阻碍农业灌溉的发展,但新疆太阳的总辐射量和日照时数均较高,考虑新疆兵团地域特色,将丰富的太阳能资源和不足的水资源两者结合,发展低能耗的光伏供电无线滴灌控制技术势在必行。针对新疆兵团棉花滴灌无线控制系统,研究其适用的光伏供电系统。由于风雨云雾、遮挡物、地球的运转等原因,太阳光不能连续的照射,光照强度也不断变化,所以太阳能发电是间断和变化的,实际应用时,需要将这种电能转变成稳定的电能。通过分析光伏阵列及供电系统特性,发现其性能受光照强度和温度的影响较大,导致功率输出不稳定,为使供电系统高效稳定运行,需对供电系统进行优化,引进最大功率点跟踪(MPPT)控制算法,用于稳定输出确保负载的可靠驱动。基于光伏供电系统最大功率点跟踪原理的研究,对常用MPPT算法进行分析比较,根据新疆兵团滴灌控制光伏供电系统的应用情况,采用固定电压法和变步长扰动观察法两种算法相结合的方式,提出改进型扰动观察法对光伏供电系统进行优化设计。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,对改进后的光伏供电系统进行仿真,可以尽快跟踪到最大功率点,输出稳定的功率波形,验证了该算法的可行性。优化后的系统稳定,可靠地为负载提供电能,保证棉花滴灌的无线控制系统正常工作。针对光伏供电系统最大功率点跟踪算法的研究,将太阳能与节水灌溉相结合,不仅低碳环保,还节水节能,可为实际搭建太阳能滴灌系统提供理论依据,对以后新疆兵团棉花滴灌无线控制系统的研究提供参考价值。
[Abstract]:With the emergence of the world energy crisis, it is urgent to protect the environment. Solar energy is favored by people because of its clean, non-pollution, renewable and other characteristics. The development and research of solar photovoltaic power generation technology is of great significance for energy saving and environmental protection. Because of the large area and wide distribution of cotton fields in Xinjiang, the high cost of cable power supply of drip irrigation control system, and the unsolved energy power of irrigation in remote areas, the development of agricultural irrigation is hindered. However, the total solar radiation and sunshine hours are high in Xinjiang. Considering the regional characteristics of Xinjiang Bingtuan, combining abundant solar energy resources with insufficient water resources, it is imperative to develop low energy consumption photovoltaic power supply wireless drip irrigation control technology. Aiming at the wireless control system of cotton drip irrigation in Xinjiang Bingtuan, the suitable photovoltaic power supply system is studied. Because of the wind, rain, fog, shelter, the operation of the earth and other reasons, the sun can not be continuously irradiated, and the intensity of light is constantly changing. Therefore, solar power generation is intermittent and changing, when it is used in practice, This electricity needs to be converted into stable electricity. By analyzing the characteristics of photovoltaic array and power supply system, it is found that its performance is greatly affected by light intensity and temperature, resulting in unstable power output. In order to make the power supply system run efficiently and stably, it is necessary to optimize the power supply system. The MPPT (maximum Power Point tracking) control algorithm is introduced to stabilize the output to ensure the reliable driving of the load. Based on the research of the maximum power point tracking principle of photovoltaic power supply system, the common MPPT algorithm is analyzed and compared. According to the application of drip irrigation in Xinjiang Bingtuan, the photovoltaic power supply system is controlled. An improved perturbation observation method is proposed to optimize the design of photovoltaic power supply system by combining the fixed voltage method and the variable step size perturbation observation method. The simulation model is built in Matlab / Simulink and the improved photovoltaic power supply system is simulated. The maximum power point can be tracked as soon as possible and the stable power waveform can be outputted. The feasibility of the algorithm is verified. The optimized system provides stable and reliable power for the load and ensures the normal operation of the wireless control system of cotton drip irrigation. Aiming at the research of maximum power point tracking algorithm in photovoltaic power supply system, combining solar energy with water-saving irrigation, not only low carbon environmental protection, but also saving water and energy, can provide theoretical basis for the practical construction of solar drip irrigation system. It provides reference value for the study of wireless control system of cotton drip irrigation in Xinjiang Bingtuan.
【学位授予单位】:石河子大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM615
【参考文献】
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,本文编号:2010617
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