本文關(guān)鍵詞：基于改進(jìn)型算法的太陽能最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT）的研究與實現(xiàn)　出處：《吉林大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：能源問題已成為全球的焦點(diǎn),煤炭、石油等傳統(tǒng)能源不僅越來越不能滿足人類未來的需求,還會造成不可避免的環(huán)境污染,因此,可再生能源和清潔能源的開發(fā)已成為大趨勢。在眾多可再生能源中,太陽能以其蘊(yùn)藏量巨大、無污染、無消耗、安全等優(yōu)點(diǎn)受到了世界各國的廣泛關(guān)注。太陽能最廣泛的應(yīng)用之一便是太陽能光伏電池,但是目前面臨的一個主要問題就是由于外部環(huán)境和負(fù)載的影響,太陽能電池不能實時輸出最大功率,造成轉(zhuǎn)換效率的低下和太陽能資源的浪費(fèi)。而解決這個問題的方法之一就是進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)。為此,本文進(jìn)行了MPPT的研究和實現(xiàn)工作,包括MPPT算法的提出、模擬負(fù)載的測試和具體的應(yīng)用實現(xiàn)。本文首先論述了太陽能電池的電氣特性,建立了進(jìn)行MPPT的理論基礎(chǔ)。通過分析傳統(tǒng)的MPPT算法的優(yōu)劣,在擾動觀測法的基礎(chǔ)上融合了法國數(shù)學(xué)家柯西的思想,提出了一種全新的改進(jìn)型算法,圖文并茂、深入淺出地對算法進(jìn)行剖析,并進(jìn)行Matlab仿真。隨后進(jìn)行MPPT的測試工作,測試?yán)秒娮迂?fù)載作為太陽能電池的模擬負(fù)載,將算法融入到上位機(jī)軟件中,利用上位機(jī)控制電子負(fù)載來進(jìn)行最大功率點(diǎn)的追蹤;本上位機(jī)基于Windows Forms平臺,由C#語言編寫,具有控制、顯示和存儲等功能,為了便于研究改進(jìn)型算法與傳統(tǒng)算法,上位機(jī)可切換兩種算法的追蹤方式,并將測試結(jié)果回傳給上位機(jī)進(jìn)行存儲。最后進(jìn)行本課題研究的具體實現(xiàn),設(shè)計了一個MPPT的控制系統(tǒng),系統(tǒng)的組成包括功率模塊和控制模塊,功率模塊主要是開關(guān)變換電路,控制模塊主要是采集、通訊和STM32單片機(jī)系統(tǒng)等;利用此控制系統(tǒng)進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤并將最終結(jié)果傳遞給上位機(jī)。論文對數(shù)據(jù)的分析分為兩次,第一次比較電子負(fù)載回傳的傳統(tǒng)算法和改進(jìn)型算法的數(shù)據(jù),得出了改進(jìn)型算法的優(yōu)越性;第二次是控制系統(tǒng)上傳到上位機(jī)的數(shù)據(jù)與之前的電子負(fù)載的數(shù)據(jù)比較,驗證了基于此算法的控制系統(tǒng)對最大功率點(diǎn)追蹤有很好的效果。
[Abstract]:Energy problem has become the global focus, coal, oil and other traditional energy sources not only can not meet the future needs of human beings, but also cause inevitable environmental pollution. The development of renewable energy and clean energy has become a major trend. Among the many renewable energy, solar energy has a huge potential, no pollution, no consumption. One of the most widely used solar energy is solar photovoltaic cells, but one of the main problems is the impact of external environment and load. Solar cells can not output the maximum power in real time, resulting in low conversion efficiency and waste of solar energy resources. One of the solutions to this problem is to carry out maximum power point tracking (MPPTT). In this paper, the research and implementation of MPPT are carried out, including the MPPT algorithm, the test of simulated load and the implementation of specific application. Firstly, the electrical characteristics of solar cells are discussed in this paper. By analyzing the advantages and disadvantages of the traditional MPPT algorithm and combining the French mathematician Cauchy's idea with the perturbation observation method, a new improved algorithm is proposed. The algorithm is analyzed in detail and Matlab simulation is carried out. Then the test work of MPPT is carried out to test the use of electronic load as the simulation load of solar cells. The algorithm is integrated into the software of the host computer and the electronic load is controlled by the host computer to track the maximum power point. The host computer is based on Windows Forms platform, written by C # language, and has the functions of control, display and storage. In order to study the improved algorithm and traditional algorithm for convenience. The upper computer can switch the tracking mode of the two algorithms and send the test results back to the host computer for storage. Finally, a MPPT control system is designed. The system consists of power module and control module, power module is switch conversion circuit, control module is mainly acquisition, communication and STM32 MCU system. The control system is used to track the maximum power points and transmit the final results to the host computer. The data analysis is divided into two parts: the first time comparing the data of the traditional algorithm with the improved algorithm. The superiority of the improved algorithm is obtained. The second time, the data uploaded by the control system to the host computer is compared with the data of the previous electronic load, which verifies that the control system based on this algorithm has a good effect on the maximum power point tracking.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM914.4

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本文編號：1416398