光伏阵列最大功率跟踪控制方法的研究

【摘要】：当今世界人类生存环境遭到严重破坏,化石燃料的燃烧在当中扮演着重要角色,于是可再生能源发电开始受到普遍关注。从资源的可持续发展和环保两个方面来看,光伏发电具有明显的优势,作为世界上最重要的太阳能,已逐渐成为全球新兴产业的重要代表。本文首先从物理性质的角度阐述了光伏电池的发电原理,结合电路理论得到光伏电池的数学模型,并通过MATLAB/Simulink仿真的形式,重点阐述温度和光强对其输出的影响,由此引出最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)控制原理及跟踪过程。对光伏电池的输出进行实时调节,从而保证电池稳定运行在峰值功率点,以此来提高发电效率。因此,无论是在学术科研,还是在生产应用方面,最大功率点跟踪技术都具有重要地位。随后从拓扑结构和组合形式两个方面对光伏系统的主变换电路进行分类,设计出在本文的仿真实验中所用到的独立式光伏发电拓扑结构。重点研究电导增量法,并给出了详细的跟踪原理和跟踪过程,针对定步长条件下的电压崩溃问题,选用变步长的思想对其算法实施改进。从得到的波形图可以看出,采用变步长的电导增量法,可以跟踪到峰值功率点并保持稳定运行。然而在跟踪的初始时刻,功率曲线出现阶梯型变化,究其原因,就是开始时候的步长较大。针对这一情况,加入恒压启动对现有算法进一步改进。随后针对光伏系统模型难以确定的问题,利用智能算法的优势,在电导增量法的基础上加入模糊控制,通过对仿真波形的分析可知,新算法具有良好的跟踪性能。上述分析是在理想条件(即所有组件均处在相同温度和光强)下得到的,而实际情况往往会遇到光伏组件局部阴影遮挡的情况。此时,光伏阵列的功率输出曲线将出现不止一个峰值点,常规的跟踪算法很有可能陷入局部峰值点,失去准确性。于是提出适用于上述情况的支路峰值功率点预测与串联补偿电压相结合的新算法。结果表明,新算法能够实现局部阴影下的最大功率跟踪,并且在动态跟踪和稳态运行时仿真效果非常理想。 【关键词】：光伏发电 MPPT算法 电导增量法 阴影条件 串联电压源
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 光伏发电研究背景与意义10-11
• 1.2 光伏系统发展现状11-13
• 1.3 MPPT技术国内外研究现状13-17
• 1.4 论文的主要研究内容17-18
• 第2章 光伏电池模型及最大功率跟踪原理18-29
• 2.1 光伏电池模型18-24
• 2.1.1 光伏电池工作原理18-19
• 2.1.2 光伏电池模型与特性19-22
• 2.1.3 光伏电池仿真建模22-24
• 2.2 MPPT技术24-28
• 2.2.1 最大功率点分析24-25
• 2.2.2 MPPT过程25-27
• 2.2.3 MPPT的性能检测方法27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 光伏系统选型29-38
• 3.1 逆变器的拓扑结构和组合方式29-30
• 3.2 光伏并网系统30-31
• 3.3 逆变电路选型31-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 电导增量法及其改进38-52
• 4.1 电导增量法的原理38-40
• 4.2 变步长电导增量法40-43
• 4.2.1 变步长电导增量法原理40-42
• 4.2.2 变步长电导增量法仿真系统模型设计42-43
• 4.3 具有恒压启动的变步长电导增量法43-45
• 4.4 电导增量法与模糊控制相结合的新型MPPT算法45-50
• 4.4.1 算法原理45-46
• 4.4.2 模糊控制器设计46-49
• 4.4.3 MATLAB系统仿真49-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 局部阴影条件下光伏阵列的MPPT52-64
• 5.1 阴影条件下光伏组件串、并联理论分析52-54
• 5.1.1 串联光伏组件输出特性的理论推导53-54
• 5.1.2 并联光伏组件输出特性的理论推导54
• 5.2 仿真验证54-57
• 5.2.1 局部阴影条件下光伏组件串联54-56
• 5.2.2 局部阴影条件下光伏阵列并联56-57
• 5.3 局部阴影条件下的集中式光伏阵列57
• 5.4 局部阴影条件下光伏阵列的最大功率跟踪57-63
• 5.4.1 串联电压源法的原理57-60
• 5.4.2 基于串联电压源补偿法的光伏阵列MPPT60-63
• 5.5 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果69-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于MATLAB的光伏电池通用数学模型    王长江;

光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述    周林;武剑;栗秋华;郭珂;

光伏并网发电与无功补偿的鲁棒预测控制    陈燕东;罗安;彭自强;周洁;周乐明;

局部阴影条件下光伏阵列输出特性的研究    季胜蓝;杨奕;邱卫东;陈娟;张蔚;

基于改进变步长电导增量法的MPPT控制    黄勤;赵靖;凌睿;石国飞;袁宇龙;

基于仿真模型的江南体育在线直播观看 电池阵列特性的分析    周德佳;赵争鸣;吴理博;袁立强;孙晓瑛;

电导增量法实现光伏系统的最大功率点跟踪控制    黄瑶;黄洪全;

复杂光照环境下光伏阵列输出特性研究    吴小进;魏学业;于蓉蓉;韩磊;

被部分遮挡的串联光伏组件输出特性    翟载腾;程晓舫;丁金磊;查珺;

基于粒子群算法优化BP神经网络的光伏系统最大功率点跟踪研究    郭亮

光伏模拟器的设计及仿真验证    杨文燮;胡仁杰;卢志伟;

光伏系统的定额输出功率控制研究    丁文俊;宋平岗;

光伏电池、组件、阵列的精确模型仿真研究    周亮;汪光森;揭贵生;

独立光伏系统高效充电策略研究    张鸿博;蔡晓峰;赵慧光;

300kW光伏并网系统优化控制与稳定性分析    周德佳;赵争鸣;袁立强;冯博;

基于支持向量机的局部阴影条件下光伏阵列建模    陈阿莲;冯丽娜;杜春水;张承慧;

光伏发电关键技术的研究与发展综述    李建宁;刘其辉;李赢;张雪莉;

光伏太阳能电池组件Matlab通用仿真模块    彭乐乐;孙以泽;孟婥;陈玉洁;

比例-谐振控制器在单级式太阳能并网逆变器中的应用    孙培德;叶礼清;

光伏系统最大功率点跟踪算法的改进及应用    罗隆福;李鑫;李芬芬;

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

中国地面太阳辐射长期变化特征及短期预报方法研究    马金玉

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

混合能源系统若干关键部件的研究    杨欢

路灯、景观灯照明控制系统节能技术研究    张军朝

多逆变器型微网运行与复合控制研究    吕志鹏

光伏阵列及并网逆变器关键技术研究    吴小进

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

并网光伏电站模型及其运行特性研究    许晓艳

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

太阳能LED照明系统的研究与设计    周婷婷

计及感应电动机负荷的光伏并网系统的小干扰稳定性分析    田华

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

基于PSASP的光伏发电系统建模与并网分析    于卫卫

基于AVR单片机的太阳能电动车光伏控制系统研究    洪波林

基于Quasi-Z源逆变器的光伏发电系统    李丰林

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

基于输出参数的光伏电池最大功率点控制    傅诚;陈鸣;沈玉樑;余世杰;

基于极点配置与重复控制相结合的三相光伏发电系统的并网策略    刘飞;查晓明;周彦;殷进军;段善旭;

基于重复观测器的PWM整流器无差拍控制    高吉磊;黄先进;林飞;郑琼林;

光伏电池板在阴影影响下输出特性    胡义华;陈昊;徐瑞东;昝小舒;

基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究    郭明明;沈锦飞;

基于MATLAB的光伏电池通用数学模型    王长江;

光伏并网发电与有源电力滤波器的统一控制    张国荣;张铁良;丁明;苏建徽;汪海宁;

分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战    王成山;李鹏;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

独立的太阳能燃料电池联合发电系统的协调控制设计与仿真研究    李炜

并网光伏电站分布式数据采集监测系统的研究    刘莉敏

粒子群优化算法及其在神经网络中的应用    李博

光伏电池最大功率跟踪器的模糊控制及其应用    叶秋香

光伏发电的最大功率跟踪研究    曹倩茹

基于神经网络和支持向量机的光伏最大功率跟踪研究    唐彬

独立光伏发电系统及其MPPT的研究    王厦楠

光伏发电DC/DC变流器的研究    奚轶芳

太阳能电解水制氢系统的建模与仿真研究    张财志

负载获得最大功率问题及推论    李月华

浅析光伏发电最大功率跟踪算法改进    邓中原;

光伏发电非线性步长最大功率跟踪算法    赵云凤;李田泽;李超;陈世宝;

光伏发电非线性步长最大功率跟踪研究    赵云凤;李田泽;陈世宝;赵敬;

独立光伏发电系统的最大功率跟踪研究    陈卉;王明春;

光伏发电最大功率跟踪新型调节器的研发    韩暾曦;

研究获得最大功率电阻值的简捷方法    裴家量;

负载获取最大功率分析及计算    徐丽艳

关于最大功率传输问题的讨论    刘秀成;黄松岭;于歆杰;陆文娟;

光伏发电的最大功率跟踪算法比较    李思;孙建平;

風力發電系統最大功率追蹤方法之研究    楊宏澤;彭百君;王建斌;黄意明;

光伏发电最大功率跟踪新型调节器的研发    韩湘荣;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

风光柴互补发电系统最大功率控制策略研究    冯乾;赵沛坤;梁俊霞;朱安西;施辉伟;朱炯;涂洁磊;

光伏发电站的最大功率跟踪控制仿真    毕春燕;巨国娇;杨平;

变速恒频风力发电机组的最大功率捕获的控制策略研究    杜志伟;赵峰;杜晓亚;

SMVSC-PI在光伏最大功率跟踪系统的应用    胡义华;陈昊;沈春燕;张亚兰;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

并网江南体育在线直播观看 发电系统最大功率跟踪技术研究    傅家祥;

中船三井研制成功我国最大功率船用低速机    记者 胡毓

国内首制最大功率低速机在中船三井交验    记者 张媖

国内最大功率风力发电机组在渝研制成功    关媛媛

排气量、压缩比、最大功率和最大扭矩    李正阳

中船三井交付国内最大功率低速船机    记者 胡毓 实习记者 李俨儿

光伏阵列最大功率跟踪控制方法的研究    王海臣

光伏并网系统新型升压电路及其最大功率跟踪的研究    陈明勋

光伏最大功率跟踪系统的研究    黄宏生

小功率光伏发电及最大功率跟踪控制的研究    梁宏晖

光伏发电的最大功率跟踪研究    曹倩茹

基于阴影效应的光伏系统最大功率跟踪技术研究    李靖

独立光伏系统全方位追光与最大功率跟踪结合的研究    马兰

左云风电场风机最大功率的跟踪控制方法及应用    张鹏

江南体育在线直播观看 发电最大功率跟踪研究    赵云凤

基于神经网络和支持向量机的光伏最大功率跟踪研究    唐彬