光伏发电系统MPPT的优化研究

【摘要】：太阳能是人类拥有的最清洁最丰富的可再生能源，太阳能巨大的利用空间吸引了各国对光伏发电产业的大力扶植，光伏产业一跃成为世界发展速度最快的产业之一。论文以光伏发电系统为研究对象，以提高光伏发电效率为目标，开展了光伏发电系统最大功率点跟踪（MPPT）的优化与研究。 论文首先搭建了全新的光伏电池通用模型，从而为光伏电池的研究提供便利。接着介绍光伏发电系统的组成，主要讨论了并网和离网两种系统的结构特点。最后论文对扰动观测法和电导增量法两种传统控制算法进行研究，对这两种算法分别用不同的建模方式来搭建，仿真分析输出结果。论文针对扰动观测法和电导增量法在光伏发电系统最大功率点跟踪（MPPT）上的缺陷，即跟踪精度和响应速度无法兼顾，很难取得预期效果，以及常规PID控制虽然在精度和速度上比较优越，但是由于其控制参数不能自适应整定，而光伏电池输出又有非线性特性，所以单纯采用PID反而适得其反。基于此特点，论文提出采用模糊（fuzzy）逻辑控制法整定和优化PID参数，消除了PID参数不能自适应整定这一缺陷，提高了系统的鲁棒性。通过与传统跟踪方法的仿真结果比较，得出采用模糊PID控制可实现快速平稳地跟踪光伏电池输出最大功率点。 【关键词】：光伏发电 MPPT 扰动观测法 电导增量法 模糊PID
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 引言10-14
• 1.1.1 国外光伏产业的发展状况10-12
• 1.1.2 我国光伏产业的发展现状12-14
• 1.2 最大功率点跟踪的目的和意义14
• 1.3 最大功率点跟踪的研究现状14-15
• 1.4 论文的主要工作15-16
• 第2章 光伏组件建模与特性分析16-25
• 2.1 江南体育在线直播观看 电池的工作原理16-17
• 2.2 江南体育在线直播观看 电池等效电路分析17-18
• 2.2.1 理想等效电路17-18
• 2.2.2 实际等效电路18
• 2.3 光伏组件模型建立18-21
• 2.3.1 光伏电池数学模型18-20
• 2.3.2 光伏电池组件模型20-21
• 2.4 光伏电池仿真及特性分析21-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 江南体育在线直播观看 发电系统25-38
• 3.1 独立光伏发电系统25-26
• 3.2 光伏并网发电系统26-27
• 3.3 光伏逆变器在江南体育在线直播观看 发电系统中的应用27-33
• 3.3.1 光伏逆变器工作原理及分类27
• 3.3.2 离网式光伏发电系统逆变器的设计27-30
• 3.3.3 并网式光伏发电系统逆变器的设计30-33
• 3.4 太阳能控制器在光伏发电系统中的应用33-35
• 3.4.1 光伏控制器控制方法33
• 3.4.2 光伏控制器对蓄电池充电过程控制33-35
• 3.5 孤岛效应基本问题35-36
• 3.6 带有最大功率点跟踪的光伏系统的组成36-37
• 3.7 本章小结37-38
• 第4章 最大功率点跟踪算法研究38-67
• 4.1 光伏系统最大功率点跟踪原理38-39
• 4.2 传统最大功率点跟踪方法及仿真39-42
• 4.2.1 恒定电压法39
• 4.2.2 扰动观测法39-41
• 4.2.3 电导增量法41-42
• 4.3 Boost 电路设计42-45
• 4.4 模糊逻辑控制45-49
• 4.4.1 模糊控制基本原理45-46
• 4.4.2 模糊集合定义46
• 4.4.3 模糊语言46-47
• 4.4.4 模糊变量的隶属函数47
• 4.4.5 论域47-48
• 4.4.6 量化因子及比例因子48-49
• 4.5 模糊控制器的设计49-52
• 4.5.1 模糊控制器概述49-50
• 4.5.2 模糊控制器设计所包括的内容50-52
• 4.6 PID 控制器52-54
• 4.7 模糊 PID 控制在最大功率点跟踪中的应用54-57
• 4.8 各种控制算法的仿真对比57-66
• 4.8.1 模糊 PID 算法仿真电路的搭建57-58
• 4.8.2 传统算法仿真电路的搭建58-59
• 4.8.3 各种算法的最大功率点跟踪仿真59-66
• 4.9 本章小结66-67
• 总结67-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果75-76
• 致谢76-77

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