光伏发电系统最大功率跟踪研究

发布时间：2017-10-04 20:06

  本文关键词：光伏发电系统最大功率跟踪研究

  更多相关文章： 光伏电池 DC/DC变换器 MPPT Boost电路 扰动观测法

【摘要】：在新能源中,太阳能是清洁、无排放物、可供人类长期使用的绿色能源。目前光伏发电技术的长足发展,使得光伏发电在能源领域受到了更广泛的应用和关注。由于光伏电池目前的光电转换效率仅仅维持在10%-20%之间,这是限制其发展的一个重要因素。所以提高光伏电池光电转化效率是目前该领域研究的主要方向。本文以光伏发电系统中的最大功率点跟踪算法作为研究方向与内容,开展了以下研究：首先对光伏发电领域背景和意义进行探讨,对国内外现状进行分析,掌握了该领域研究的重要性。对目前几种常见的最大功率跟踪算法进行了简要介绍,并分析了各自的优劣。研究光伏发电系统的基本组成部分,包括光伏电池、蓄电池、充电控制器、DC/DC、 DC/AC变换器等部件。并分别分析了光伏电池的通用模型和简化模型,随后使用Matlab/Simulink搭建了光伏电池简化模型,通过该模型输出的功率电压曲线以及伏安特性曲线,分析了光伏电池输出特性。研究并掌握了光伏电池在不同光照和不同温度情况下,输出的特性曲线也是有区别的,也进一步验证了光伏发电系统采取最大功率跟踪方法的必要性。介绍了几种可用于光伏发电系统中的变换电路,通过对它们之间的优劣对比,从中选取了Boost电路作为验证本文所提算法有效性的控制电路。并使用Matlab/Simulink软件搭建基于Boost电路的传统扰动观测法仿真模型,并进行了仿真,知道了传统扰动观测法存在的跟踪速度慢,到达最大功率后会有系统震荡的问题。针对传统扰动观测法存在的一系列问题,提出了一种改进型的变步长扰动观测法。最后通过Matlab/Simulink软件建立基于Boost电路的改进型扰动观测法仿真模型,同时验证了改进型算法步长选择的合理性和该算法的可行性。最后得出结论：该改进型扰动观测法可以提高光伏发电系统最大功率跟踪的速度,并提高系统稳态运行稳定性。
【关键词】：光伏电池 DC/DC变换器 MPPT Boost电路 扰动观测法
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题背景和意义13-14
• 1.1.1 课题研究的背景13-14
• 1.1.2 课题研究的意义14
• 1.2 光伏产业国内外发展现状14-15
• 1.2.1 国外现状14-15
• 1.2.2 国内现状15
• 1.3 光伏最大功率点跟踪算法的发展现状15-18
• 1.4 本文主要内容18-19
• 第二章 光伏发电系统构成19-25
• 2.1 光伏发电系统基本组成19-21
• 2.2 光伏电池21
• 2.3 蓄电池21-23
• 2.4 充电控制器23
• 2.5 DC/AC、DC/DC变换器23-24
• 2.6 交直流负荷24
• 2.7 本章小结24-25
• 第三章 光伏电池建模及特性分析25-35
• 3.1 光伏电池基本类型25-26
• 3.2 光伏电池工作原理26-27
• 3.3 光伏电池等效电路27
• 3.4 光伏电池通用数学模型27-28
• 3.5 光伏电池简化数学模型28-30
• 3.6 光伏电池仿真模型30-31
• 3.7 光伏电池特性分析31-34
• 3.8 本章小结34-35
• 第四章 基于DC/DC变换器的MPPT功能实现35-41
• 4.1 DC/DC变换电路对MPPT功能的实现35
• 4.2 DC/DC变换器35-39
• 4.2.1 Boost升压电路35-37
• 4.2.2 Buck降压电路37-38
• 4.2.3 Buck-Boost电路38-39
• 4.2.4 Cuk电路39
• 4.3 光伏发电系统中DC/DC变换电路的选取39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 光伏发电最大功率点跟踪算法与仿真41-63
• 5.1 电导增量法41-43
• 5.2 扰动观测法43-55
• 5.2.1 扰动观测法基本原理43-45
• 5.2.2 扰动观察法震荡问题45-46
• 5.2.3 扰动观测法震荡分析46-48
• 5.2.4 基于Boost电路的扰动观察法仿真48-52
• 5.2.5 扰动观测法扰动步长选取52-55
• 5.3 改进型变步长扰动观察法55-62
• 5.3.1 改进型变步长扰动观测法基本原理55-57
• 5.3.2 基于Boost电路的改进型扰动观察法仿真57-59
• 5.3.3 改进型扰动观测法扰动步长选取59-62
• 5.3.4 仿真结果分析62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 攻读学位期间发表的学术论文目录70

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本文编号：972579