隨著全球能源危機(jī)日益加劇與公眾環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),光伏（PV）發(fā)電技術(shù)與電動(dòng)車輛技術(shù)得以迅速發(fā)展,更有將二者結(jié)合起來(lái)的光伏電動(dòng)車受到廣泛青睞。然而PV電池自身光電轉(zhuǎn)換效率不高且輸出呈現(xiàn)非線性。此外,光伏陣列經(jīng)常受光照不均及局部遮陰等問(wèn)題的影響,使得陣列整體輸出功率較低、輸出較不穩(wěn)定。并且傳統(tǒng)光伏電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)僅由蓄電池單一供電,致使蓄電池電量不耐用、電池壽命短和續(xù)航里程短等等。這些問(wèn)題都嚴(yán)重制約著光伏電動(dòng)車的工作效率與可靠性。本文具體研究?jī)?nèi)容如下:1)利用Simulink對(duì)傳統(tǒng)光伏陣列集中式MPPT進(jìn)行了仿真,發(fā)現(xiàn)了其在局部遮陰情況下輸出功率嚴(yán)重受損的情況。提出了一種分布式MPPT電壓匹配方案并進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果證明該方案能夠有效緩解局部遮陰對(duì)光伏陣列輸出功率的影響。2)基于STM32嵌入式芯片設(shè)計(jì)并制作了MPPT控制器樣機(jī)。對(duì)于該樣機(jī)進(jìn)行了初測(cè)、對(duì)比實(shí)驗(yàn)與集中式MPPT實(shí)驗(yàn)。三組實(shí)驗(yàn)均證明該控制器能夠有效提高PV電池輸出功率,具有良好的工作性能。之后,在局部遮陰的情況下,對(duì)分布式MPPT電壓匹配方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:相較于集中式MPPT,采用該方案可有效提高光伏陣列的輸出功率... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PV電池電壓功率特性曲線

河北科技大學(xué)碩士學(xué)位論文可以看出，PV 電池電壓-功率特性曲線與拋物線相似呈現(xiàn)單度下，都有唯一的最高點(diǎn)，即最大功率點(diǎn)。如果可以使 PV 則可以大大提高光伏電池的輸出功率。這一技術(shù)性難題隨m power point tracking，MPPT)技術(shù)的問(wèn)世而被解決，該技電力電子電路，通過(guò)調(diào)節(jié)該電路占空比，使外部等效阻抗與阻抗匹配，從而令 PV 電池始終工作在最大功率點(diǎn)，能夠得更大的功率，工程應(yīng)用中常將多個(gè) PV 電池級(jí)聯(lián)組成光伏各 PV 電池所處的光照、溫度等環(huán)境因素相差不大時(shí)，陣列 1-1 所示的單峰狀態(tài)。但當(dāng)陣列中個(gè)別 PV 電池受到污物、者當(dāng)太陽(yáng)光輻照方向發(fā)生變化使得各 PV 電池光照不均時(shí)失配，若每個(gè)光伏電池安裝有保護(hù)電路（旁路二極管或阻特性曲線會(huì)呈現(xiàn)出如圖 1-2 所示的多峰情況。

光伏（PV）電池整體可近似看做一 PN 結(jié)，其等效電路與圖2-1 所示的二極管電路相似。其中 Iph 是光生電流，主要與光照強(qiáng)度、外部溫度、光伏電池采光面積大小有關(guān)；ID是流經(jīng)二極管的電流，為光伏電池內(nèi)部暗電流；Upv為光伏電池輸出電壓，Ipv 為光伏電池輸出電流；Rs 為等效串聯(lián)電阻，主要是由光伏電池體電阻、表面電阻等造成的，一般不超過(guò) 1Ω；Rsh 為旁漏電阻，由硅片邊緣污物或內(nèi)部生產(chǎn)紕漏造成，阻值較大在千歐以上，理想狀態(tài)下，Rsh 可忽略不計(jì)[14]。圖 2-1 太陽(yáng)能電池等效電路圖在光伏電池等效電路中，根據(jù)基爾霍夫定律可以得出：pv sh D shI I I I（2-1）其中對(duì)于流經(jīng)二極管電流 ID有：(exp 1)dD oqUI IAkT （2-2）其中 Io 是等效二極管反向飽和電流，其數(shù)值取決于制造材料，一般為固定常數(shù)：k 為玻爾斯曼常數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽(yáng)能電動(dòng)車的光蓄互補(bǔ)供電控制裝置的研究[J]. 趙金國(guó).  汽車實(shí)用技術(shù). 2017(21)
[2]基于復(fù)合控制算法的局部陰影下的MPPT[J]. 尹立敏,呂莉莉,雷鋼,齊敏.  電力電子技術(shù). 2017(10)
[3]基于LabVIEW的永磁直流電動(dòng)機(jī)綜合測(cè)試平臺(tái)的研究[J]. 杜晨琛,梁永春.  實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2017(10)
[4]負(fù)載均流的自適應(yīng)虛擬阻抗下垂控制方法[J]. 王天宏,李奇,陳維榮.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]電動(dòng)汽車中新型雙向DC/DC變換器建模分析[J]. 陳顯東,曹太強(qiáng),黎凡森.  電測(cè)與儀表. 2017(16)
[6]基于MPPT的太陽(yáng)能充放電控制器的研究和設(shè)計(jì)[J]. 付華良,劉艷云,王一凡.  電子測(cè)試. 2017(07)
[7]母線電壓下垂法在控制直流微電網(wǎng)能量中的應(yīng)用[J]. 葛浩天.  工程建設(shè)與設(shè)計(jì). 2017(06)
[8]基于雙向DC/DC變換器鋰離子電池充放電控制研究[J]. 安云鵬,趙錦成,劉金寧.  電源技術(shù). 2017(02)
[9]光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)的控制策略分析[J]. 張永.  智能城市. 2017(01)
[10]Maximum Power Point Tracking With Fractional Order High Pass Filter for Proton Exchange Membrane Fuel Cell[J]. Jianxin Liu,Tiebiao Zhao,YangQuan Chen.  IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2017(01)

碩士論文
[1]光儲(chǔ)互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)多模式控制技術(shù)研究[D]. 趙穎.安徽理工大學(xué) 2017
[2]直流微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)多重化雙向DC/DC變換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 顧龍.安徽工程大學(xué) 2017
[3]基于電壓閉環(huán)控制和模糊控制的MPPT算法研究與硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 陳科.西南交通大學(xué) 2017
[4]基于差分進(jìn)化算法的獨(dú)立光伏系統(tǒng)MPPT方法研究[D]. 任光超.西南交通大學(xué) 2017
[5]分布式微網(wǎng)光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)的研究[D]. 李曉鵬.河北科技大學(xué) 2017
[6]微電網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化[D]. 張智凱.太原理工大學(xué) 2017
[7]一種光電互補(bǔ)供電系統(tǒng)功率分配控制及應(yīng)用研究[D]. 洪志.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[8]基于新型H6拓?fù)涞氖须娀パa(bǔ)光儲(chǔ)變流器及其控制策略研究[D]. 姚培.安徽大學(xué) 2017
[9]獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT控制及能量管理的研究[D]. 李力.安徽大學(xué) 2017
[10]局部陰影對(duì)光伏組件輸出特性的影響及應(yīng)對(duì)策略研究[D]. 馮晗.山東大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3094274