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基于Boost电路的MPPT光伏发电系统研究

发布时间:2019-01-10 09:44
【摘要】:化石能源日趋枯竭,核能发展受限,能源问题愈来愈成为全人类所不可避免的一个严峻挑战。光伏发电技术是太阳能利用的主要形式。基于提高太阳能转换效率的最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,简称MPPT)的提出与应用为光伏发电系统的优化利用提供了坚实的基础。 本文针对MPPT技术开展了细致的工作计划,完成了以MPPT控制器为核心的光伏发电系统设计和仿真,较好地解决了能量转换低下的问题。 首先,总体介绍了光伏发电系统。其次,阐述了光伏发电系统基本原理。然后就MPPT控制器的实现部分-——DC/DC变换电路,阐述了电路CCM工作模式,利用两种方法对Buck和Boost电路进行了建模和仿真分析。Boost电路设计简便、可升压,且能够保证一直工作于CCM下,具有更实用的特点。更进一步地,说明了传统MPPT算法的实现原理和控制流程,仿真研究表明改进型变步长扰动观察法在光强变化时具有较好的跟踪控制性能,但是温度变化时跟踪效果差。针对传统算改进型扰动观察发法不能很好地响应环境的变化同时存在严重振荡,偏差较大的情况,提出一种人工智能控制方法——模糊控制法,进行系统分析,模糊控制规则确定以及FIS编辑器参数设置等,完成了系统的设计。 最后搭建出光伏发电MPPT人工智能控制系统的仿真模型,设置相关参数。通过仿真结果的比较和分析验证了模糊控制法的有效性和可行性。
[Abstract]:With the depletion of fossil energy and the limited development of nuclear energy, the energy problem has become an inevitable challenge for all mankind. Photovoltaic power generation technology is the main form of solar energy utilization. The proposed and applied maximum power point tracking (Maximum power point tracking,) based on improving the efficiency of solar energy conversion provides a solid foundation for the optimal utilization of photovoltaic power generation systems. In this paper, the detailed work plan for MPPT technology is carried out, and the design and simulation of photovoltaic power generation system with MPPT controller as the core are completed, which solves the problem of low energy conversion. Firstly, the photovoltaic power generation system is introduced. Secondly, the basic principle of photovoltaic power generation system is expounded. Then, for the DC/DC conversion circuit of the MPPT controller, the working mode of the circuit CCM is expounded, and the Buck and Boost circuits are modeled and simulated by two methods. The Boost circuit is easy to design and can boost the voltage. And can be guaranteed to work in CCM, with more practical characteristics. Furthermore, the realization principle and control flow of the traditional MPPT algorithm are explained. The simulation results show that the improved variable step size perturbation observation method has better tracking control performance when the light intensity changes, but the tracking effect is poor when the temperature changes. In view of the fact that the traditional modified disturbance observation method can not respond well to the change of the environment and there are serious oscillations and large deviations, a new artificial intelligence control method, the fuzzy control method, is put forward to carry out systematic analysis. The design of the system is completed by determining the fuzzy control rules and setting the parameters of the FIS editor. Finally, the simulation model of MPPT artificial intelligence control system for photovoltaic power generation is built, and the related parameters are set up. The effectiveness and feasibility of the fuzzy control method are verified by comparing and analyzing the simulation results.
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM615

【参考文献】

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本文编号:2406189

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