光伏发电MPPT控制技术研究

发布时间：2019-09-19 08:38

【摘要】：随着石油、煤炭、天然气等化石燃料的日益枯竭,能源问题受到了全世界的广泛关注。作为应对能源危机和环境保护的有效手段,新能源的开发和应用是各国可持续发展的必然选择。太阳能以其清洁、取之不竭、用之不尽等特点,是最为理想的可再生能源。为提高光伏电池转换效率、降低发电成本,MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率点跟踪)成为光伏发电系统中的关键技术。本文在系统阐述光伏电池发电原理和数学模型的基础上,分析了光伏电池的输出特性和工程计算模型。并对光伏并网系统的拓扑结构、组成模块做了详细介绍,以两级式并网逆变器作为对象展开研究。在MATLAB软件中建立了光伏电池的仿真模型,分析其功率输出特性。通过分析光伏电池MPPT原理,分别对目前最常用的几种MPPT算法展开研究,其中包括定电压跟踪法、短路电流法、扰动观察法、电导增量法、最优梯度法、模糊逻辑控制算法。通过比较各个算法的优缺点,在电导增量法的基础上,提出一种适用于两级并网逆变器和后续模型预测控制的改进电导增量MPPT算法。针对传统PI控制的光伏系统在外界环境变化剧烈时无法及时跟踪到最大功率点的问题,本文提出一种基于模型预测控制的MPPT控制方法。该方法通过建立两级式并网逆变器前级BOOST电路离散数学模型来预测其在定义时间段内未来的变化,并利用评价函数表示期望的控制结果,通过最小化评价函数确定最优开关状态来实现MPPT。最后以MATLAB/SIMULINK软件为平台,进行了光伏系统在外界环境短时多次突变下的功率响应仿真实验。结果表明该方法相比于传统光伏并网系统中的PI控制,可快速、准确跟踪到最大功率点,从而验证了该方法的正确性和有效性。
【图文】：

光伏电池在不同辐射强度下的输出特性曲线族

光伏电池在不同温度下的输出特性曲线族
【学位授予单位】：兰州交通大学
【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：2538004