本文關(guān)鍵詞：大功率光伏陣列模擬器的研究

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【摘要】：使用太陽(yáng)能光伏電池模擬器代替實(shí)際光伏電池陣列進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究,可以大大縮短研發(fā)周期,降低開(kāi)發(fā)成本,提高研發(fā)效率以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度。隨著光伏發(fā)電功率等級(jí)的逐步提高,光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的研究工作將變得越來(lái)越棘手。因此,大功率光伏電池陣列模擬器的研究已顯得尤為重要。本文首先介紹了太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的整體架構(gòu)及各部分的功能,分析了光伏電池的工作原理、等效電路及其工程數(shù)學(xué)模型,搭建了相應(yīng)的仿真模型。對(duì)光伏電池在標(biāo)準(zhǔn)外界環(huán)境和變環(huán)境條件下的I-V、P-V特性曲線進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),為模擬器系統(tǒng)的研究奠定了良好的基礎(chǔ)。本文所設(shè)計(jì)的模擬器系統(tǒng)單模塊主電路采用單級(jí)Boost型DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在完成DC/DC電壓變換的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)高功率因數(shù)校正等優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)地分析了主電路的工作原理及工作過(guò)程,對(duì)重要參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)多模塊并聯(lián)均流實(shí)現(xiàn)大功率輸出的可行性做了理論上的研究與分析。針對(duì)模擬器的兩種智能控制算法-模糊控制算法、模糊PID控制算法進(jìn)行了研究,并根據(jù)本文設(shè)計(jì)的模擬器系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模糊PID控制器。該模糊PID控制算法綜合了PID控制算法和模糊控制算法各自優(yōu)點(diǎn),使模擬器具有較快的響應(yīng)速度和精準(zhǔn)的追蹤效果。通過(guò)光伏電池工程數(shù)學(xué)模型將采集到的模擬器輸出電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬器參考輸出電流,與模擬器實(shí)際輸出電流作比較,得出電流誤差信號(hào)并微分得出誤差改變量,作為模糊控制器的輸入,經(jīng)過(guò)模糊控制器的處理得到PID控制器三參數(shù)的改變量并對(duì)PID初始參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)一步得到控制模擬器輸出特性的開(kāi)關(guān)占空比,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池輸出特性的模擬跟蹤。為了檢驗(yàn)多模塊并聯(lián)主電路設(shè)計(jì)的有效性及算法的優(yōu)越性,建立了Matlab、 Psim聯(lián)合仿真電路模型。對(duì)模擬器雙模塊并聯(lián)系統(tǒng)的靜態(tài)特性和負(fù)載、環(huán)境突變時(shí)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明本文所采用的并聯(lián)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及算法能夠快速準(zhǔn)確地追蹤參考工作點(diǎn)的變化,實(shí)現(xiàn)各種環(huán)境條件下太陽(yáng)能電池特性曲線的完整模擬。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615;TM914.4

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1229788