局部阴影条件下光伏阵列MPPT控制系统设计

发布时间：2019-06-11 15:09

【摘要】：在当前世界经济政治形势下,有效解决能源问题刻不容缓。传统的火电虽然技术成熟,成本较低,没有地域的限制,但是污染严重、效率低、不具备可持续性。水电的投资较大,受季节影响较为明显,对生态系统造成一定程度的破坏。风电虽然属于可再生能源,无污染,但是会受到地域的限制。核电作为高效的清洁能源,其核能电厂的投资成本大,放射性的废料的处理等问题,也是不容忽视的。这些种类的能源与太阳能相比,其丰富的资源优势,广泛的地域分布特点,运行安全可靠的优越性,以及清洁无污染的优点,越来越受到人们的推崇。太阳能光伏发电是通过光电转换来获得能量,目前来讲,如何最大程度的提升光电转换效率,以及实现并网以后,达到独立发电或联合发电的自由切换,是我们所面临的难题。本文针对光伏阵列最大功率点跟踪(Maximum Power Point Trackig,MPPT)问题,通过大量算法的理论性分析,提出了一种两阶段模糊优化阻抗匹配法(Fuzzy-EIM),这个算法是为了解决不规则阴影条件下光伏阵列的功率失配和热斑效应等现象。在Matlab/Simulink仿真环境中,以及试验平台下,Fuzzy-EIM算法表现出了优越的性能。本文介绍了课题研究的背景和意义,并对太阳能发电国内外研究现状进行了论述。对太阳能电池的分类,光伏发电的原理及内部结构进行阐述,设计出光伏电池的工程数学模型,并在Matlab/Simulink中建立仿真模型。讲述热斑效应的形成及危害,搭建出一定规模的光伏阵列仿真模型,模拟局部阴影,并对多峰曲线进行特性分析。详细介绍传统的和智能的光伏MPPT算法,说明算法原理,模拟外界环境变化,进行仿真分析。在一定的理论基础上,提出一种模糊优化阻抗匹配法,以系统初次寻优时间、环境改变后的二次寻优时间以及功率的振幅为MPPT的性能指标,在仿真环境和试验平台下对提出的控制方法进行分析对比,验证算法优良的性能。
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【学位授予单位】：东北农业大学
【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：2497284