光伏并网系统最大功率点跟踪能量损失研究

【摘要】： 当今世界能源问题已经成为人类需要迫切解决的一个问题,寻找替代能源已成为世界各国的紧迫任务。就当前形势来看太阳能是一种取之不尽、用之不绝的绿色能源,太阳能的大规模利用已经成为21世纪人类社会发展进步的重要标志。光伏发电是一种直接将太阳能辐射转换成为电能的新型发电技术。因为太阳能电池价格昂贵,采用最大功率点跟踪方法有效提高太阳能电池的利用率,充分利用其性能在很多场合具有重大的现实意义。 本文在介绍光伏并网系统的能量损失基础上,对其中提高效率至关重要的最大功率点跟踪进行了详细分析。首先,介绍了各种常用的最大功率点跟踪方法;其次,对各种算法的能量损失情况进行了详细的理论分析,主要对扰动观测法和电导增量法的振荡和误判原因进行了分析;然后,介绍了最大功率点跟踪效率测试的方法和需要注意的问题。最后对各种算法进行了仿真以及在实际环境情况下进行了测试。通过仿真和实际测试验证了理论分析的正确性。 【关键词】：最大功率点跟踪 能量损失 效率 误判 振荡
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM914
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 光伏系统中的各种能量损失14-15
• 1.3 光伏系统最大功率点跟踪技术的发展现状15-18
• 1.4 课题研究意义18
• 1.5 本论文的主要内容18-19
• 第二章 光伏并网系统最大功率点跟踪方法19-33
• 2.1 恒定电压法19-20
• 2.2 开路电压法20
• 2.3 短路电流法20
• 2.4 扰动观察法20-27
• 2.4.1 扰动观察法基本原理21-24
• 2.4.2 扰动观测法存在的问题24
• 2.4.3 改进的扰动观测法24-27
• 2.5 电导增量法27-33
• 2.5.1 电导增量法的基本原理27-29
• 2.5.2 电导增量法存在的问题29-30
• 2.5.3 改进的电导增量法30-33
• 第三章 光伏并网系统最大功率点跟踪能量损失分析33-48
• 3.1 恒定电压法能量损失分析33
• 3.2 开路电压法能量损失分析33-35
• 3.3 短路电流法能量损失分析35
• 3.4 扰动观测法能量损失分析35-42
• 3.4.1 扰动观测法振荡分析35-37
• 3.4.2 扰动观测法误判分析37-38
• 3.4.3 外部环境变化情况下的能量损失分析38-40
• 3.4.4 基于变步长的扰动观测法的能量损失分析40-41
• 3.4.5 基于功率预测法的扰动观测法的能量损失分析41-42
• 3.5 电导增量法能量损失分析42-48
• 3.5.1 电导增量法振荡分析42-44
• 3.5.2 电导增量法误判分析44-46
• 3.5.3 外部环境变化情况下的能量损失分析46
• 3.5.4 基于变步长的电导增量法能量损失分析46
• 3.5.5 基于功率预测法的电导增量法的能量损失分析46-48
• 第四章 最大功率点跟踪的效率与测试48-59
• 4.1 MPPT 效率的相关问题48-50
• 4.1.1 MPPT 的效率48
• 4.1.2 MPPT 测试的适用对象48
• 4.1.3 组件类型对于 MPPT 性能的影响48-49
• 4.1.4 测试对光伏电池阵列模拟器的要求49
• 4.1.5 测试参数的选择49
• 4.1.6 测试项目49-50
• 4.2 静态 MPPT 效率测试50-52
• 4.2.1 丹麦实验室的静态MPPT 效率测试方法50-51
• 4.2.2 瑞士实验室的静态MPPT 效率测试方法51
• 4.2.3 荷兰实验室方法51
• 4.2.4 美国Sandia 实验室的静态 MPPT 效率测试方法51-52
• 4.3 动态MPPT 效率测试52-59
• 4.3.1 丹麦实验室的动态MPPT 效率测试方法53
• 4.3.2 瑞士实验室的动态MPPT 效率测试方法[37]53-54
• 4.3.3 荷兰实验室的动态MPPT 效率测试方法54-55
• 4.3.4 美国Sandia 实验室的动态 MPPT 效率测试方法55-57
• 4.3.5 美国Sandia 实验室关于 MPP 电压和电流范围的测试57-59
• 第五章 MPPT 实验及对比分析59-70
• 5.1 模型构建59-60
• 5.2 静态 MPPT 测试60-64
• 5.3 动态 MPPT 测试64-65
• 5.4 光伏模拟器测试情况65-67
• 5.5 实际测试情况67-70
• 第六章 总结及后期工作70-71
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文75-76

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