基于混合策略的光伏MPPT算法优化控制

【摘要】：化石能源日趋紧缺、环保压力不断加大,各国都在大力研究可再生能源,太阳能备受青睐。太阳能资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。光伏发电是新兴的可再生能源利用产业,促使人类社会迈入节约能源、减少污染的时代。近些年随着政策的改变与技术的发展,光伏产业大幅发展,各组件的成本及体积逐渐下调,所以人们的关注重心逐步移到对设备的设计和要求上面。对最大功率点跟踪控制(MPPT)的研究,就是不断探索光伏的核心控制技术的过程,有助于优化系统的效率、成本、性能等因素,充分体现了其理论优势及实用价值。本文以最大功率点跟踪为研究对象,利用仿真分析进行深入研究及算法改进。本文从光伏电池的单二极管等效电路着手,建立其数学模型,并运用Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证分析光伏输出特性,为之后的最大功率跟踪研究做好核心基础。同时,本文采用Boost电路作为DC/DC变换电路,建立光伏系统的主体电路,通过MPPT模块和PWM模块配合控制占空比的变化以实现阻抗匹配,进而达到最大功率输出。最大功率点跟踪(MPPT)技术是提高光电转化效率行之有效的方法,是光伏控制系统的灵魂内容。首先,本文分别对传统和智能两种单一控制法进行典型算法的理论介绍与模型搭建,根据仿真结果进行对比分析,验证各自的理论优缺点。其次,在上述研究基础上,引入混合策略理论概念,将传统控制与智能控制相结合,取各自算法的优点,规避各自的缺点,互补实现光伏MPPT的优化控制,并仿真验证改进算法,即基于混合策略的光伏MPPT优化控制,具有良好的动态响应速度和稳定性的理论预期结果。最后,本文针对最大功率点跟踪系统的总体结构和控制方案,采用S3C2440A微控制器为核心进行最大功率跟踪系统的关键电路及外围电路设计。 【关键词】：光伏 扰动观察法 模糊控制 MPPT
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-10
• 1 前言10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究动态和趋势11-13
• 1.2.1 光伏发电发展研究进展11-12
• 1.2.2 光伏电池MPPT算法研究进展12-13
• 1.3 研究的主要内容和方法13-14
• 1.3.1 论文主要研究内容13
• 1.3.2 技术路线13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 2 光伏电池输出特性及仿真建模15-23
• 2.1 光伏电池的分类15
• 2.2 光伏电池的基本结构和工作原理15-16
• 2.3 光伏电池等效电路及数学物理模型16-18
• 2.4 光伏电池建模仿真18-22
• 2.4.1 光伏电池工程数学模型18-19
• 2.4.2 光伏电池的模型搭建与特性分析19-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 光伏MPPT单一控制算法23-38
• 3.1 光伏MPPT简介及原理23-25
• 3.1.1 光伏电池最大功率点跟踪（MPPT）23-24
• 3.1.2 光伏系统MPPT实现原理24-25
• 3.2 传统控制算法25-32
• 3.2.1 恒定电压法26
• 3.2.2 扰动观察法26-28
• 3.2.3 滞环比较法28-29
• 3.2.4 电导增量法29-30
• 3.2.5 功率比较法30-31
• 3.2.6 其他传统衍生算法31-32
• 3.3 智能控制法32-37
• 3.3.1 神经网络控制33
• 3.3.2 模糊控制法33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 基于混合策略的光伏MPPT算法优化38-54
• 4.1 混合策略中单一控制法的建模仿真及结果分析38-48
• 4.1.1 光伏MPPT扰动观察法仿真分析40-42
• 4.1.2 光伏MPPT模糊控制法仿真分析42-48
• 4.2 优化算法的理论模型及流程设计48-51
• 4.2.1 混合控制的主体思想48-49
• 4.2.2 流程设计及理论依据49-51
• 4.3 扰动-模糊混合控制的建模仿真51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 系统控制器及外围电路设计54-62
• 5.1 微控制器55-58
• 5.1.1 S3C2440A处理器55-56
• 5.1.2 A/D转换器56-57
• 5.1.3 脉宽调制器（PWM）57-58
• 5.2 检测与采样电路设计58-61
• 5.2.1 霍尔传感器58-59
• 5.2.2 采样电路设计59-60
• 5.2.3 驱动电路设计60-61
• 5.3 本章小结61-62
• 6 总结与展望62-64
• 6.1 本文总结62
• 6.2 今后工作的展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文69

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

光伏阵列最大功率跟踪变论域模糊控制    任海鹏;郭鑫;杨彧;李洁;

一种光伏并网逆变器的混合控制策略研究    张震;王久和;马先芹;

基于Boost电路的光伏发电MPPT控制系统仿真研究    胡长武;李宝国;王兰梦;滕宁宁;

基于模糊控制的光伏最大功率跟踪器    郑飞;丁明昌;

光伏电池最大功率点跟踪方法的发展研究    程启明;程尹曼;汪明媚;倪仁杰;

基于模糊控制的光伏系统最大功率点跟踪    王宝忠;王志兵;

江南体育在线直播观看 系统MPPT控制算法的对比研究    崔岩;蔡炳煌;李大勇;胡宏勋;董静微;

基于变步长MPPT模糊控制的光伏并网发电系统的研究    王云飞

基于MATLAB的光伏模块输出特性及MPPT的建模与仿真    王雨;胡仁杰;

独立光伏系统高效充电策略研究    张鸿博;蔡晓峰;赵慧光;

太阳能LED路灯照明系统的研制    杨晓光;汪友华;丁宁;寇臣锐;

两级式三相光伏并网发电系统无功补偿特性    张浙波;刘建政;梅红明;

太阳能LED路灯照明控制系统的设计    杨晓光;寇臣锐;汪友华;

太阳能发电系统在天然气管道项目上的应用    孙涛;张盖世;纪进;

太阳能发电技术与应用 第三讲:最大功率点跟踪技术    王健强;

一种新型光伏最大功率跟踪控制器的实现    张玉平;石新春;

基于粒子群算法的最大功率点跟踪方法研究    赵阳;符强;王镭;姚佳;

光伏发电系统最大功率点快速跟踪控制研究    汪义旺;曹丰文;张波;高金生;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

光伏发电的应用技术    李中立;龚淑秋;唐明;

光伏发电的应用技术    李中立;龚淑秋;唐明;

智能指挥与控制系统定义、特征与关键技术    郭治;王向民;王军;

基于神经网络解耦的循环流化床锅炉模糊控制系统研究    倪子俊;

基于联合仿真技术的EPS神经网络控制研究    江浩斌;陈大宇;陈龙;赵景波;

基于模糊理论的光伏发电系统MPPT控制    李响;厉伟;董文忠;

中国区际产业转移的自主创新效应研究    李伟庆

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

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

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

用于现代电源系统的若干关键控制芯片研究与设计    章丹艳

光伏发电系统中Z源逆变器的控制技术研究    陈艳

船舶动力定位的智能控制及推力分配研究    刘洋

船舶定线制优选方法的研究    范中洲

自主水下机器人操纵运动的非线性控制方法研究    齐雪

用于便携式医疗电子设备的低压低功耗电源管理关键技术研究    陈明阳

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

小区光伏电站监控器研究与设计    范伟

基于FPGA的MPPT控制技术研究    丁倩

江南体育在线直播观看 并网发电系统研究    王惠祥

光伏并网系统最大功率点跟踪能量损失研究    陈欢

光伏并网逆变器的研究    杨玉林

光伏电站接入电网的技术研究    刘斯维

光伏发电系统的一种MPPT控制算法的研究    刘玉明

欧共体并网光伏系统上网电价对我国的启示    谢传胜;徐欣;贾晓希;

非对称模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用    张超,何湘宁

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;

基于反激变换器的太阳能电池最大功率跟踪器    韩璐;王勤;王兆坤;

基于改进扰动观察法的光伏阵列最大功率点跟踪    刘邦银;段善旭;刘飞;徐鹏威;

基于模糊理论的光伏发电最大功率点跟踪控制策略研究    袁路路;苏海滨;武东辉;刘强;

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器    叶满园;官二勇;宋平岗;

几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进    徐鹏威;刘飞;刘邦银;段善旭;

    CUBN实习记者 刘杰

森林生态效益模型及GIS空间分析系统开发    刘盛

光伏并网逆变器的研究与实践    原慧军

适于微网动稳特性的光伏发电系统的能量控制研究    吴冰冰

光伏发电三点比较法最大功率点跟踪控制器    李应生;孔银昌;

最大功率点追踪分析与实现    宋建威;

太阳能水体净化装置的最大功率点跟踪器设计    南忠良;张强;

江南体育在线直播观看 发电最大功率点跟踪控制器设计    高春甫;陆爽;贺新升;王彬;谢楚雄;

光伏并网系统中的最大功率点追踪控制    蔡先武;

光伏系统最大功率点追踪的一种改进方法及其仿真    赵磊;陈歆技;闫庆开;崔伯峰;

江南体育在线直播观看 发电最大功率点间接跟踪算法研究    陈进美;陈峦;

光伏系统最大功率点快速判断和跟踪方法    王义飞;吴伟;杨宇;吴春华;

模糊PID控制在光伏发电MPPT中的应用    黄克亚;

光伏发电在农业照明中的应用    夏小会;李正明;

光伏发电实验设计探讨    白连平;张巧杰;

适用于农村手机的太阳能充电器电路    四川 蒲浩栅

太阳电池及其利用方法(九)    青化 编译

太阳龟池及其利用方法(十六)    青化 编译

太阳电池及其利用方法(十)    青化 编译

太阳电池及其利用方法 (二十二)    

动态最大功率点的跟踪    张炜

并联型MPPT技术研究与实现    李宏亮

风力发电机组最大功率点跟踪控制系统的研究    夏安俊

独立的光伏最大功率点跟踪器的研制    杜丽芳

变速恒频双馈风电机组最大功率点追踪控制    韩嵩崟

光伏并网系统MPPT方法及能量损失研究    戴华夏

太阳能最大功率点跟踪控制系统的研究与实现    时剑

基于MPPT的DC/DC变换器设计及光伏模块并联研究    张璇

户用型并网光伏控制系统研究    陈金凤

光伏分布式发供电系统设计与研制    郝赫