局部阴影下的光伏最大功率点跟踪控制研究

发布时间：2019-07-23 13:48

【摘要】：随着世界经济的飞速发展,传统能源的日益枯竭和环境污染等问题正日益变成制约社会发展的瓶颈。为了能够可持续发展,全社会越来越重视可再生能源的开发和利用。在新能源应用方面,太阳能作为无污染的绿色能源之一,更被作为基础能源对待。对太阳能发电的研究,更是细分成多个方向,快速发展。光伏发电系统在实际应用中,受到云团、建筑、树木、杂物等遮挡,会出现阴影效应。光伏系统处于阴影时,导致的热斑效应有可能烧毁电池板。旁路二极管的加入能有效的解决热斑效应,但同时也导致光伏系统输出特性改变,使得系统在阴影下的P-V特性曲线呈多峰性。多峰特性会使得传统的单峰MPPT(Maximum Power Point Tracking)算法效率低下甚至完全失效。本文首先研究了光伏电池的原理和其在不均匀光照下的输出特性,并在查阅大量文献的基础上,总结了目前阴影条件下光伏发电技术的研究现状,并设计了一种适用于局部阴影的最大功率点跟踪算法。使用Matlab/Simulink建立仿真模型,对该算法进行仿真研究和验证。设计和搭建了200W微型光伏实验硬件平台,并在该平台上完成了双峰最大功率点跟踪实验。本文介绍的最大功率点跟踪算法重点在于阴影产生时光伏系统的工作状态判断,在不同的状态下均能快速找到所有局部最大功率点,并找到全局最大功率点。结合传统的单峰最大功率点跟踪方法,实现快速稳定的全局最大功率点跟踪。并设计了离网的光伏实验平台,对该算法进行了一定的验证。
【图文】：

１．３国内外研究动态逡逑１．３．１最大功率点跟踪技术的发展逡逑由于光伏电池的输出特性会随着环境因素的改变而变化，因此光伏电池类似于非线逡逑性的直流电源。光伏电池的功率输出主要受光照强度、电池温度Ｗ及负载变化的影响，逡逑但在恒定的光照强度和温度下，它的最大输出功率值是唯一确定的，即存在一个唯一的逡逑最大功率点（Ｍａｘｉｍｕｍ邋Ｐｏｗｅｒ邋Ｐｏｉｎｔ，邋ＭＰ巧。随着控制理论、微机控制技术Ｗ及电为电子逡逑技术的不断发展，有关光伏发电系统的最大功率点跟踪（Ｍａｘｉｍｕｍ邋Ｐｏｗｅｒ邋Ｐｏｉｎｔ邋Ｔｒａｃｋｉｎｇ，逡逑ＭＰＰ巧技术的方法也得到了迅速的发展，，取得了较多的研究成果ｔｎ－Ｗ。早期研巧的ＭＰＰＴ逡逑技术的主要有恒定电压法（ＣＶ巧、光伏阵列组合法及实际测量法。但是这类方法由于存逡逑在明显的缺点而逐步遭到淘汰。逡逑发展到计算机仿真技术时，Ｗ建立优化的数学模型为出发点来研巧ＭＰＰＴ控制方法，逡逑

当输出短路时，测得的电流为短路电流。图２－４是两组常规的光伏电池ＶＩ特性曲线，逡逑左图ａ表示不同光照下的ＶＩ输出曲线，右图表示不同光照下的ＶＩ输出曲线。对比两图逡逑可知，光照的减弱或者温度的升高都会降低光伏电池的输出功率，且光照对输出的影响逡逑比温度的影响大得多。逡逑
【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

【共引文献】

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本文编号：2518197