基于GSO的局部阴影光伏阵列最大功率点跟踪研究

发布时间：2019-11-05 23:41

【摘要】：太阳能作为一种来源直接、资源量最大、分布最广、发展潜力巨大的清洁能源,正在逐步成为未来世界最主要的能源。如何利用光伏阵列产生稳定、高效、持续的电能是光伏发电领域的重要研究内容。光伏组件的实质是一个非线性的直流电流源,其输出特性受太阳辐射角、光照强度、周围温度的影响。在实际工作环境中,还往往受到高大的建筑物、大树、云层以及阵列表面颗粒物的遮挡,从而使其在局部阴影的状态下工作。当其被遮挡严重时,更会发生“热斑效应”,使光伏阵列损坏。研究表明,在光伏阵列两端并联旁路二极管可以有效防止“热斑效应”产生的严重后果,但又会使P-U输出特性曲线呈现出多个极值点。此时,传统的最大功率跟踪(MPPT)算法可能会误收敛于局部最优解。为此,本文主要针对局部阴影下的光伏阵列最大功率点跟踪问题开展研究,所做具体工作包括:1)根据太阳能电池的数学模型在Matlab/Simulink中拓展为光伏阵列的仿真模型,并通过分析输出特性曲线来验证仿真模型的可行性;2)通过对比分析大量特性曲线,研究出极值点的分布特性与光伏阵列结构的对应关系,用以提高MPPT算法的效率;3)将几种传统的MPPT算法与局部阴影的MPPT算法作对比,分析出他们的适用范围,并针对现有算法的不足,将原始人工萤火虫群(GSO)算法做适应性的改进后,用于求解局部阴影下的MPPT问题;4)将MPPT控制系统各个模块构成完整的局部阴影MPPT控制系统,并对其进行参数设置,在此基础上将局部阴影的MPPT算法与改进的GSO算法的仿真结果进行对比分析,结果表明该算法在资源占用率、运算时间、收敛精度方面确实优于其他算法。
【图文】：

输出特性曲线,太阳能电池,单块,仿真模型

refS2.10)-(2.13)中，A、C 为温度变化系数，B 为光照强度变化系数。研究值[50]为：A=0.0025/℃，，B=0.0005/W/m2，C=0.00288/℃。(2.10)-(2.13)分别带入(2.6)和(2.7)求出修正后的 u1’和 u2’，再将 Voc、同带入式(2.4)可求出任意情况下的太阳能电池 I-U 输出特性曲线方伏阵列的仿真模型atlab/Simulink 平台搭建太阳能电池的仿真模型，原理是基于上文中推电池单块的数学模型。仿真采用 BP Solar 公司生产的 BP-4158 太阳能参数，具体数值如表 2.1 所示。表 2.1 太阳能电池标称参数型号 Pmax/W Um/V Im/A Uoc/V Isc/ABP Solar 84.96 18 4.72 22.1 5 2.1 的各项数据，并结合数学模型搭建太阳能电池单块的仿真模型，示。

模型图,太阳能电池,电池,模型

太阳能电池封装模型
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM615

【参考文献】