基于改进型模糊PID的光伏系统MPPT控制技术研究

发布时间：2020-05-09 10:12

【摘要】：光伏发电技术可以将安全洁净的太阳能转换为电能,但由于转换效率低会妨碍光伏发电系统的发展,因此提高光伏发电系统转换效率的研究显得尤为重要。根据光伏发电系统国内外最大功率点跟踪控制的研究现状,本论文以独立光伏发电系统为研究对象,提出一种改进的模糊PID控制算法,来实现最大功率点追踪,从而提高光伏发电的转换效率。通过对硬件电路和软件的优化设计,研制了一款基于改进型模糊PID的光伏系统MPPT控制器。论文主要研究工作如下。1、对光伏发电原理进行分析,研究了其工作特性,在MATLAB/Simulink环境下,搭建光伏电池仿真模型,分析其输出特性。2、通过光伏发电的MPPT原理分析,对常用的扰动观察法(P0)、电导增量法(INC)和模糊控制法搭建其仿真模型进行分析,根据仿真结果可以看出主要缺点是响应速度慢,稳态时振荡引起功率损耗。论文提出了改进的模糊PID控制算法,通过模糊控制和模糊PID相结合的双模控制算法来实现分级控制。从仿真波形图中可以看出,在光照强度或温度变化时,改进的模糊PID控制法比前三种方法追踪响应更快,波形稳定性更强。3、采用STM32系列的芯片作为控制核心,使用Altium Designer软件绘制光伏发电MPPT控制器的原理图,利用Keil uVision5软件编写相应的控制程序。最后,设计出一款基于改进型模糊PID的光伏系统MPPT控制器。4、最后,对研制的光伏发电MPPT控制系统进行实验研究,实验结果表明,相比其它控制器,研制的光伏发电MPPT控制器具有更好的控制效果。
【图文】：

排放速度,一次能源,温室气体,科学家

形成需要几百万年的积累，属于不可再生能源，并且这些能源的储备正在急剧减逡逑少。在２０１５年世界能源消费结构中⑴，各种能源占全球一次能源消费的比重如逡逑图１．邋１所示和１．邋２所示。化石能源在有力支撑经济社会快速发展的同时，，也带来逡逑了全球性能源环境问题，传统能源燃烧产生的有害气体导致全球温室效应，臭氧逡逑气的破坏以及雾霾加重等生态问题。此外，随着化石能源储量的逐步降低，全球逡逑能源危机也日益逼近。据某能源探索机构推测，如果没有新能源，仅对现有能逡逑源的消耗量来讲，地球可开采的煤炭还能供给将近２２０年，天然气将近６０年，逡逑而石油却不到４０年。逡逑味例个逦年均日万逡逑石油逦油当量逡逑５０％逦２５０逦ＢＵＩ逦Ｂｍ？逡逑ＳＢ邋■可再生能源逡逑４０％邋＼逦广逦２００逦ｍ｜逦■水电逡逑３０％逦１５０逦ｂ逦■逦Ｉ邋Ｓ逡逑５。ｉｌｌ邋＿邋■天然气逡逑核能逦W石油逡逑０％邋—逦逦邋逦＞邋０邋逦逦逦＞逡逑１９６５逦２０００逦２０３５邋时间逦１９９４－２０１４逦２０１４－２０３５邋时间逡逑图１．１邋一次能源的占比逦图１．２各类能源每年需求的增长逡逑据科学家预测【３］，若按照目前温室气体的排放速度，本世纪末地球的气温将逡逑上升６￣７°Ｃ左右，这己高出生态警戒线２°Ｃ左右，将会严重地破坏生态系统的平逡逑衡。例如升温会引起两极冰山的融化而使海平面的上升，减少了人类的生存空间，逡逑一些岛国和地区会被海洋淹没

光伏,光伏产业,投资者,政府

国目前仍以每年将近２０％到３０％的速度增长\　ｅ义希竢>，逡逑图１．３光伏应用逦图１．４全球光伏装机预测（ＧＷ）逡逑大批投资者正被光伏产业的巨大发展潜力和商业价值吸引，加上政府全力支逡逑２逡逑
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615

【参考文献】