复杂光照下基于线性自抗扰的光伏发电系统最大功率点跟踪研究

发布时间：2021-06-26 02:25

　　二十一世纪以来,能源成为现代人生活工作中不可缺少的一部分。在人们改造和利用自然资源的过程中,化石能源储量危机,而作为一种可再生能源的太阳能,越来越受到人们关注。在光伏发电系统中,光伏电池的输出功率容易受到温度和光照强度的影响,从而产生较大波动。因此,光伏电池的研究热点之一就是最大功率点跟踪（Maximum power point tracking,简称MPPT）技术的研究。基于光伏发电系统输出特性的复杂非线性问题和不确定性扰动问题,分析均匀光照下光伏发电系统MPPT常用算法的优点及不足,研究了一种基于线性自抗扰控制器的光伏发电系统MPPT方法。外环采用改进的变步长扰动观察法,内环采用线性自抗扰实现电压闭环控制,从而实现快速跟踪和精确跟踪的目的。对改进前的扰动观察法和改进后的本文算法分别进行仿真对比;并通过对某光伏电站中一天的实测温度和光照强度进行仿真,与实测功率曲线进行对比,说明了该算法具有良好的适用性和抗干扰性。同时考虑到光伏发电系统在实际应用中会存在局部遮阴的情况,传统算法对于遮阴下光伏发电系统产生的多峰问题很容易陷入局部极值,难以追踪甚至丢失掉最大功率点。本文利用粒子群算法来实现... 

【文章来源】：河北大学河北省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光伏电池仿真模型

第二章复杂光照下光伏系统的输出特性研究19列的总输出功率小于光伏阵列中各个光伏组件的输出功率相加之和。处于遮阴工作环境下的光伏组件不仅会对光伏阵列造成输出功率降低的影响，还有可能会变成负载对其它正常工作的光伏电池造成能量的消耗，产生局部过热现象，出现热斑效应。热斑效应会损坏电池的正常使用，加速老化，降低使用时间，甚至造成火灾。通常采用并联旁路二极管的方法来避免热斑效应产生的一系列影响，这种方法会使光伏阵列的P-U输出曲线出现多个局部极值点，也就是光伏阵列的多峰现象。这时对于单峰值的MPPT方法就会容易陷入局部极值难以追踪甚至丢失最大值。因此，多峰值的MPPT方法常常会选用一些智能算法来进行全局MPP寻优，即多峰值最大功率点跟踪。光伏电池板的各种遮阴现象以及热斑效应的实际图片如图2-11所示：(a)建筑物遮挡(b)云层遮挡(c)灰尘遮挡(d)太阳光入射角度(e)光伏组件热斑效应(f)光伏阵列热斑效应发生火灾图2-11光伏电池板几种遮阴情况以及热斑效应

河北大学硕士学位论文22是局部遮阴，其总输出电流为各个组件输出电流之和，总电压为各组件输出电压最大者，即：1niiII(2.22)1maxniiUU(2.23)iI表示第i个面板的电流，iU表示第i个面板的电压。对m×n个光伏组件构成的光伏阵列做进一步推导，可以得出其总输出电流为n条并联各支路的电流总和，总输出电压为n条支路最大电压者，即：1narryiII串(2.24)1maxnarryiUU串(2.25)2.4.4局部遮阴下光伏阵列的输出特性分析在Matlab/Simulink中根据表2-1的光伏电池参数，搭建6×1串联光伏阵列模型，并对其进行仿真分析研究。光伏阵列仿真模型如图2-14所示：图2-146×1串联光伏阵列仿真模型


本文编号：3250439