光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现

【摘要】： 江南体育在线直播观看 发电是新能源研究的热点之一。本论文以江南体育在线直播观看 发电系统为研究对象，以获取太阳能电池的最大功率为目标，基于比较已知的最大功率点跟踪（MPPT）算法，构造验证用的单片机系统，既深化理解了光生伏特效应，又体会到优秀算法对于绿色设计的技术贡献。 基于Matlab环境，应用Simulink嵌入函数，建立光伏电池模型，分析光伏电池的I‐V和P‐V特性；抽象出Boost电路模型，结合两个模型仿真验证了光伏系统MPPT的基本原理。 比较了3种经典的最大功率点跟踪算法（扰动观察法、电导增量法和模糊控制法）。针对前两种算法，自变量扫描（本质是调V）采用3种占空比步长（小、中、大），训练了2个关键因变量（跟综延迟与功率波动），仿真结果显示：电导增量法性能稍优于扰动观察法，但是跟踪步长的大小都影响了系统的动态和稳态性能，而且较难找到平衡点。 重点讨论了基于模糊控制的MPPT算法，关键技术是借助人工神经网络法，由实测数据生成模糊控制规则。仿真对比前面两种算法，得知模糊控制具有更好的动态和稳态性能（跟综延迟与功率波动分别缩减了35.6%和1.1%）。 具体构造单片机小系统，成功验证了扰动观察法，准确地找到最大功率点；分析了基于模糊控制MPPT算法软硬件实现的技术可行性。 仿真研究表明，复杂的模糊控制MPPT算法的性能，的确优于扰动观察法和电导增量法；软硬件实现可知，简单的算法例如扰动观察法容易实现。 本工作尝试为加速光伏发电MPPT的微电子系统集成积累素材与基础。 【关键词】：光伏发电 最大功率点跟踪(MPPT) Boost 模糊控制 单片机
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 文献综述11-12
• 1.2.1 光伏发电11-12
• 1.2.2 MPPT 算法12
• 1.3 工作创新12-14
• 1.3.1 工作12-13
• 1.3.2 创新13-14
• 第二章 光伏系统仿真模型14-24
• 2.1 光伏发电系统组成与分类14
• 2.2 光伏电池特性及Matlab 仿真模型14-18
• 2.2.1 光伏电池的基本原理14-15
• 2.2.2 光伏电池数学模型15-16
• 2.2.3 光伏电池Matlab 建模16-18
• 2.3 DC-DC 变换电路18-22
• 2.3.1 典型DC-DC 变换电路19-21
• 2.3.2 Buck 电路与Boost 电路的分析比较21
• 2.3.3 Boost 电路Matlab 仿真分析21-22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 MPPT 经典控制算法及仿真分析24-43
• 3.1 光伏阵列MPPT 原理24-27
• 3.1.1 MPPT 原理分析24-25
• 3.1.2 Boost 变换器实现MPPT25-27
• 3.2 光伏系统MPPT 常用控制算法27-34
• 3.2.1 恒定电压跟踪法28-29
• 3.2.2 基于数据库的MPPT 算法29-30
• 3.2.3 扰动观察法30-32
• 3.2.4 电导增量法32-34
• 3.3 控制算法仿真分析34-42
• 3.3.1 扰动观察法仿真分析34-38
• 3.3.2 电导增量法仿真分析38-41
• 3.3.3 两种MPPT 算法仿真结果的分析与比较41-42
• 3.4 基于人工智能的MPPT 控制算法42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 模糊控制技术实现光伏系统MPPT43-54
• 4.1 模糊控制技术概论43-44
• 4.1.1 模糊控制产生及优越性43
• 4.1.2 模糊控制器的结构43-44
• 4.2 光伏系统最大功率点跟踪模糊控制算法44-49
• 4.2.1 光伏系统MPPT 模糊控制方法44-47
• 4.2.2 模糊MPPT 控制的仿真分析47-49
• 4.3 人工神经网络法确定模糊控制规则49-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 MPPT 控制系统实现方案及实验调试54-66
• 5.1 单片机MPPT 控制系统硬件设计54-58
• 5.1.1 系统硬件总体结构设计54
• 5.1.2 关键硬件电路设计案54-58
• 5.2 单片机MPPT 控制系统软件设计58-61
• 5.2.1 系统功能与编程语言选择58
• 5.2.2 系统软件总体结构58-59
• 5.2.3 关键软件程序编写59-61
• 5.3 系统实验调试61-65
• 5.3.1 实验总体构思及准备61-62
• 5.3.2 DC-DC 变换电路62-63
• 5.3.3 改变占空比观察输出功率63-64
• 5.3.4 功率跟踪及性能评价64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66-67
• 6.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 攻读学位期间公开发表的论文72-73
• 致谢73-74

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

强度转移法在单片机模糊控制系统中的实现    胡治国,马玉坤

可再生能源并网发电仿真    张金波,康龙云

硅太阳电池数学模型的简化    陈中华;赵敏荣;葛亮;李慧玉;

光伏电池输出特性与最大功率跟踪的仿真分析    禹华军,潘俊民

光伏系统最大功率点跟踪控制仿真模型    李炜;朱新坚;

模糊控制理论及其应用的发展    高桂革;

基于Matlab编程方法实现模糊推理及解模糊的方法研究    王海江,陈瑾,徐卫忠

单神经元在PV最大功率跟踪控制中的应用    陈建勇;廖晓钟;

光伏水泵系统中 CVT 及 MPPT 的控制比较    余世杰,何慧若,曹仁贤

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

独立光伏路灯系统MPPT控制器设计    曹旭阳

光伏电池最大功率跟踪器的模糊控制及其应用    叶秋香

用磁控溅射和退火方法制备AlSb多晶薄膜    陈卫东;冯良桓;雷智;张静全;武莉莉;蔡伟;蔡亚平;姚菲菲;李卫;黎兵;郑家贵;

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

聚苯胺太阳电池的研究    任斌,余成,黄河

Si基太阳电池发展现状    邓志杰

程控检测系统在卷收力试验机中的应用    王小彬,焦圣喜,韩立军

独立的CAN控制器SJA100及其应用    刘彦臣;关硕;张茂川;

C51开发串行总线程序的优化    徐凯;张明;

嵌入式系统中数字滤波的算法及软件流程    凌忠兴;

自适应算法在光伏发电系统最大功率追踪中的应用    张淼,吴捷,侯聪玲,李金鹏

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;

Siemens CP340模块与单片机的ASCⅡ协议通信的实现    张其武;张玉林;王颖;张栋;

双三电平逆变器及其仿真    周华忠;刘惠康;胡志群;

基于遗传算法和神经网络控制的并联型有源电力滤波器的研究    汤其彩;刘惠康;赵锦华;

江南体育在线直播观看 水泵的控制研究    王飞;赵彦;周毅人;余世杰;沈玉梁;

ZigBee技术在高压塔杆突发电流检测中的应用    曹传杰;

基于C8051F的嵌入式局域网时间同步系统设计    黄长江;王宏远;

太阳能与市电并联供电之LED交通号志系统研制    赵贵祥;李仁豪;严坤龙;

基于三层网络系统的模糊控制实验与研究    张宝键;李成铁;孟伟娟;于丁文;

关于地源系统的两点设想    宋煦亚;许志浩;余南阳;刘蓓;

光伏充电器中最大功率点跟踪的设计    谢磊;余世杰;沈玉梁;陈鸣;王飞;赵彦;

新型MIp～+-Al_（0.3）Ga_（0.7）As/p-n-n～+-GaAs结构太阳电池电子及辐照效应研究    涂洁磊

晶体硅太阳电池及其电子辐照研究    刘祖明

光伏水泵系统及其控制的研究    苏建徽

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

薄膜太阳电池及其陶瓷硅衬底材料的制备和电子辐照研究    廖华

PWM整流器及其控制策略的研究    张兴

FeS_2的电子结构与光电性能理论模拟及其表面钝化工艺研究    肖奇

ZnSe/GaAs/Ge高效太阳电池的研究    王爱坤

光伏阵列故障状态的识别研究    王培珍

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

复合光辐照条件下生物组织表面温度控制方法研究    庞薇

数控机床伺服系统智能测控算法研究    徐宇馨

视频头调节机械手模糊PID控制方法研究    周华

基于MPPT的光伏电池电力应用系统的研究与设计    朱腾

光伏水泵系统变频驱动与控制研究    张志刚

基于人工神经网络的中国股票市场预期收益率的实证分析    张超

GaInP_2/GaAs/Ge级联太阳电池的MOCVD生长研究    李辉

选择性发射极太阳电池的研究及光伏工程中最佳倾角的研究    李迎军

高效、低成本太阳电池的研究    郜小勇

可通信电压继电器的研究    张新

模糊控制技术发展现状及研究热点    郭庆祝,孟维明,宋扬,任光

模糊控制的研究现状与展望    陈杰;薛彬;

可再生能源发电的展望    王伟平,屈桂银,陈小林

功率MOSFET驱动保护电路设计与应用    田颖,陈培红,聂圣芳,卢青春

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;

TMS320F2812型数字信号处理器与PC的串行通信    曹军军,陈小勤,吴超

光伏水泵系统的最大功率点跟踪器    余世杰,战福忠,沈维祥,姜跃炜

光伏水泵系统中 CVT 及 MPPT 的控制比较    余世杰,何慧若,曹仁贤

基于MATLAB的模糊控制器的设计与仿真    侯志祥,刘振闻

硅太阳电池数学模型的简化    陈中华;赵敏荣;葛亮;李慧玉;

多模式智能谈判支持系统的理论与方法研究    牛晓太

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

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

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

江南体育在线直播观看 并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

开关电源数字电流控制技术研究    周国华

多支路并网型光伏发电最大功率跟踪器的研究    陈兴峰

灰预测控制器的MATLAB研究    郭一凡

独立光伏系统逆变电源研制    许美蓉

模糊控制在光伏充电系统中的应用研究    谢磊

光伏电池最大功率跟踪器的模糊控制及其应用    叶秋香

功率MOSFET应用研究及主电路设计    余娟

光伏发电用DC/DC变换器的研究    汪令祥

光伏发电的最大功率跟踪研究    曹倩茹

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

直流PWM调速系统研究    高美霞,吴振奎,魏毅立,王小芹

阀控式密封铅酸蓄电池的内阻    余沛亮,陈体衔

电动车用阀控铅蓄电池的寿命考核    桂长清

光伏发电系统中影响蓄电池寿命因素分析    王菊芬,李宣富,杨海平,易良廷

江南体育在线直播观看 系统用VRLA电池技术性能探讨    毛贤仙,项文敏,唐征

VRLA蓄电池容量预测技术的现状及发展    欧阳名三,余世杰

电流模全波精密整流器    陈金岭,阎守华

密封铅酸蓄电池内阻分析    桂长清,柳瑞华

变电流下的电池荷电状态定义方法探讨    麻友良,陈全世,朱元

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

模糊控制在光伏充电系统中的应用研究    谢磊

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

江南体育在线直播观看 发电系统的研究    张化德

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

一种光伏发电系统变步长MPPT控制策略研究    刘栋;杨苹;黄锦成;

光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进    王丽萍;张建成;

带MPPT的光伏并网系统在家用空调器中的应用    吕哲;沈锦飞;谢峰;

光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究    李晶;窦伟;徐正国;彭燕昌;许洪华;

光伏发电的应用问题研究进展    杨思俊;潘晶莹;

光伏发电系统交错并联BOOST的研究    奚轶芳;钱照明;杨水涛;彭方正;

基于模糊控制的光伏发电系统MPPT    乔兴宏;吴必军;王坤林;吝红军;

1kW太阳能最大功率点跟踪控制电路的参数确定及仿真    陈刚;季劲松;郑桂斌;严娟娟;彭红卫;

光伏发电系统及其最大功率点跟踪控制方法比较    曹祖亮;王斌;王帅;

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;

独立光伏发电系统最大功率点跟踪控制    孙亚宁;

单级式光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略    赵国强;宋占魁;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

光伏发电实验设计探讨    白连平;张巧杰;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析    黄维学;徐璞;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

光伏发电系统中的直流变换器综述    辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;

屋顶并网光伏发电系统的研究与应用    王春明;王金全;刘文良;张红贤;

江南体育在线直播观看 发电系统在海上的应用    李涛

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

光伏并网发电离我们还有多远    许圣王健

将太阳能电池板装进玻璃幕墙    黎方益 李之政 曾丁丁

江南体育在线直播观看 发电：何时点亮中国家庭    本报实习记者 范丽敏

太阳能：给奥运“增光添热”    赵永新

光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞    本报记者　　李文绚　　陶俊

在荒漠地区发展光伏发电有作为    王艳明

绿色企业家的光荣与尴尬    王义伟

绿色能源为奥运增光添彩    任启平祝福艳 张一鸣 张丽娅

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

江南体育在线直播观看 并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

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

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

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

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

基于输出电流的光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究    蔡晓峰

基于储能技术的光伏发电系统最大功率点跟踪控制研究    李楠

小型独立光伏发电系统的分析与设计    隋岗

光伏发电系统最大功率跟踪的研究    刘健

基于光伏智能功率模块的单相光伏并网系统研究    武剑

并网光伏发电系统最大功率点跟踪技术的研究    纪芳

户用光伏发电系统控制策略的研究    董博

单相光伏并网发电系统的研究    单琳

光伏并网发电系统关键技术的研究    杨巍

单相光伏并网逆变系统的分析与研究    徐鹏来