光伏系统最大功率点跟踪控制方法研究

【摘要】：能源短缺、环境恶化成为日益严重的全球性问题,寻找绿色能源成为当前人类面临的一个紧迫的问题。太阳能清洁、无污染,并且取之不尽,用之不竭,因此越来越受到人们的关注。光伏发电,成为当前利用太阳能的主要方式之一。因此对光伏发电系统及其相关技术展开更为全面、深入的研究,对提高光伏发电的效率和促进整个光伏发电产业的发展具有重要意义。 太阳能电池作为光伏发电的重要组成部分,存在光电转换效率比较低、利用率低且成本较高的问题。针对这一问题,本文从太阳能电池的制备工艺、对光线全自动跟踪的太阳能电池板、聚光太阳能电池及最大功率点跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)控制的角度对太阳能电池进行了介绍,对最经典、应用最广泛的三种最大功率点跟踪控制方法：恒定电压法、扰动观察法和电导增量法进行了详细的描述及评价,分析了这些方法各自的优点及不足之处,并对一种改进的扰动观察法进行了具体分析。然后通过Matlab/simulink系统仿真软件对光伏并网系统的主要模块：光伏阵列模块、MPPT控制模块、DC/DC变换电路模块和DC/AC变换电路模块进行了仿真研究,仿真输出了太阳能电池的特性曲线,并利用搭建好的光伏并网系统对经典的扰动观察法和改进的扰动观察法进行了仿真输出,通过比较验证了该方法的可行性和有效性。最后指出了在光伏发电系统及其相关技术,以及最大功率点跟踪控制方法方面,我仍需做的工作。 【关键词】：光伏系统 太阳能电池 最大功率点跟踪 仿真
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题的研究背景9
• 1.2 国外光伏发电的发展及现状9-10
• 1.3 国内光伏发电的发展及现状10
• 1.4 课题的研究目的及意义10-11
• 1.5 本课题的主要研究内容11-13
• 第2章 光伏发电系统13-17
• 2.1 典型光伏发电系统的构成13-14
• 2.2 光伏发电系统的分类14
• 2.3 光伏并网逆变器系统14-16
• 2.3.1 DC/DC变换电路15
• 2.3.2 DC/AC变换电路15-16
• 2.4 孤岛检测技术16
• 2.5 本章小结16-17
• 第3章 最大功率点跟踪控制方法17-28
• 3.1 太阳能电池的制备工艺17-19
• 3.1.1 多晶硅薄膜太阳能电池17-18
• 3.1.2 染料敏化纳米晶太阳能电池18-19
• 3.2 全自动跟踪电池板19-20
• 3.3 聚光光伏系统20
• 3.4 最大功率点跟踪(MPPT)20-27
• 3.4.1 太阳能电池输出特性分析20-22
• 3.4.2 太阳能电池的电气特性22-24
• 3.4.3 最大功率点跟踪控制方法24-27
• 3.5 本章小结27-28
• 第4章 光伏系统中MPPT控制方法仿真研究28-59
• 4.1 光伏阵列仿真模块28-38
• 4.1.1 太阳能电池的工作原理及等效电路28-29
• 4.1.2 太阳能电池的等效数学模型29-31
• 4.1.3 光伏阵列模块仿真模型31-34
• 4.1.4 光伏阵列输出特性曲线仿真34-38
• 4.2 MPPT控制器仿真模块38-42
• 4.2.1 经典的扰动观察法的仿真模型38-40
• 4.2.2 改进的扰动观察法的仿真模型40-42
• 4.3 DC/DC变换电路仿真模块42-43
• 4.4 DC/AC变换电路仿真模块43-48
• 4.5 采用MPPT方法的光伏并网系统仿真模型48-50
• 4.6 采用MPPT方法的光伏并网系统仿真输出50-58
• 4.6.1 标准条件下的仿真输出比较50-56
• 4.6.2 相同T不同S下的仿真输出曲线56-57
• 4.6.3 相同S不同T下的仿真输出曲线57-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果65-66
• 致谢66

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