光伏系统功率优化器的研究与设计

发布时间：2017-08-08 04:14

  本文关键词：光伏系统功率优化器的研究与设计

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【摘要】：本文研究并且设计了具有最大功率点跟踪(Maximum Power Point Track, MPPT)功能的光伏系统功率优化器,论文的主要工作如下：1.介绍了光伏电池的工作原理和输出特性,并依此搭建了光伏阵列的Matlab/Simulink仿真模型,研究了光伏阵列的功率输出特性。分析了在部分阴影遮蔽情形下,光伏阵列中存在多峰情形对其输出功率的影响。2.对比了几种常见光伏发电系统的拓补结构,论述了组件式MPPT功率优化器的优点。3.介绍了MPPT技术的工作原理,对几种常用MPPT算法进行了分析比较,采用了一种适用于功率优化器的改进变步长滞环比较MPPT算法,该MPPT算法有效提高了系统最大功率点追踪能力和稳定性。4.设计了功率优化器实验样机。主电路采用Buck变换电路,主控芯片采用ARM Cortex-MO系列芯片STM32F031F6P6;同时在电源设计时采用了开关电源设计使系统具有较高的稳定性。5.完成了功率优化器的系统调试,并对论文使用的MPPT方法进行了实验,实验结果验证了算法的有效性。
【关键词】：功率优化器 光伏阵列 变步长 滞环比较法 最大功率点跟踪
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 光伏系统功率优化器的研究背景10-12
• 1.1.1 国外光伏产业的发展现状与趋势10-11
• 1.1.2 国内光伏产业的发展现状与趋势11-12
• 1.2 光伏发电系统的常见拓扑结构12-14
• 1.3 光伏系统功率优化器的研究进展14
• 1.4 论文的主要工作和章节安排14-16
• 第二章 光伏阵列及其仿真16-27
• 2.1 太阳能电池的工作原理与输出特性16-18
• 2.1.1 太阳能电池的工作原理16-17
• 2.1.2 太阳能电池的输出特性分析17-18
• 2.2 太阳能电池的模型及其仿真18-24
• 2.2.1 太阳能电池的等效电路18-19
• 2.2.2 太阳能电池的等效工程模型19-20
• 2.2.3 太阳能电池的Matlab仿真20-24
• 2.3 光伏阵列仿真24-27
• 第三章 太阳能电池MPPT研究27-42
• 3.1 太阳能电池MPPT控制原理27-28
• 3.2 太阳能电池MPPT控制算法28-35
• 3.2.1 开环MPPT法28-31
• 3.2.2 扰动观测法31-32
• 3.2.3 电导增量法32-35
• 3.3 基于变步长的改进扰动观测法35-42
• 3.3.1 变步长改进扰动观测法的理论基础35-38
• 3.3.2 变步长改进扰动观测法38-42
• 第四章 功率优化器的软硬件设计42-56
• 4.1 功率优化器的总体设计42
• 4.2 功率优化器的硬件设计42-52
• 4.2.1 主控芯片的选取及外围电路设计42-45
• 4.2.2 BUCK电路设计45-47
• 4.2.3 驱动电路设计47-49
• 4.2.4 采样电路设计49-50
• 4.2.5 电源电路设计50-52
• 4.3 功率优化器的软件设计52-56
• 4.3.1 功率优化器总体软件设计52-53
• 4.3.2 主程序设计53-54
• 4.3.3 采样和滤波程序设计54-56
• 第五章 功率优化器实验与结果分析56-65
• 5.1 功率优化器实验平台简介56-59
• 5.1.1 软件实验平台简介56-58
• 5.1.2 硬件实验平台简介58-59
• 5.2 实验结果与分析59-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

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本文编号：638169