本文選題：光伏發(fā)電 + 模糊控制��； 參考：《東北石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),光伏發(fā)電作為新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。隨著光伏發(fā)電的不斷普及,相關(guān)的科研工作也在不斷進(jìn)展。整體發(fā)展方向正在從注重發(fā)電數(shù)量到發(fā)電質(zhì)量和發(fā)電效率轉(zhuǎn)變。由于光伏電池的輸出特性具有較強(qiáng)的非線性特征,光伏電池的輸出功率不僅與負(fù)載特性有關(guān),外界環(huán)境(如光照強(qiáng)度、溫度)同樣會(huì)對(duì)其造成影響,這使得光伏系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率大大降低。針對(duì)以上問題,本文圍繞最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù),設(shè)計(jì)出基于DSP的光伏MPPT控制器,通過時(shí)刻跟蹤光伏電池的最大輸出功率來(lái)提高太陽(yáng)能利用效率。本文運(yùn)用MATLAB/Simulink平臺(tái),首先,在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上搭建更利于工程應(yīng)用的光伏電池模型,并分析了隨外界環(huán)境變化的光伏特性規(guī)律。然后對(duì)光伏系統(tǒng)MPPT的實(shí)現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行闡述,在權(quán)衡各DC/DC電路優(yōu)缺點(diǎn)后,選擇Boost電路作為MPPT控制系統(tǒng)的主電路。在對(duì)當(dāng)下熱門的幾種MPPT算法進(jìn)行分析之后,將模糊控制引入到MPPT控制中,并提出了一種運(yùn)用模糊控制來(lái)計(jì)算步長(zhǎng)的變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量算法。該算法具有自動(dòng)根據(jù)光照強(qiáng)度和溫度的變化對(duì)步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整的性質(zhì),當(dāng)系統(tǒng)工作點(diǎn)距離最大功率點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)采用大步長(zhǎng)快速逼近最大功率點(diǎn),隨著工作點(diǎn)靠近最大功率點(diǎn),匹配當(dāng)前合適步長(zhǎng)直至完成跟蹤。借助模糊邏輯工具箱對(duì)算法進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明該算法可有效克服因步長(zhǎng)選取引起的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度與穩(wěn)態(tài)跟蹤精度之間的矛盾,取得了較好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)效果。接著,本文對(duì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和控制方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。采用TMS320F28035控制器作為控制芯片進(jìn)行MPPT控制,并完成了包括電源電路,采樣電路,驅(qū)動(dòng)電路,保護(hù)電路在內(nèi)的系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì),利用CCS開發(fā)環(huán)境完成了主程序,AD采樣,最大功率點(diǎn)跟蹤和PWM生成等程序的編寫。最后,對(duì)焊接的實(shí)物進(jìn)行了軟硬件的調(diào)試,由Lab VIEW搭建的上位機(jī)光伏數(shù)據(jù)采集和查詢系統(tǒng)程序?qū)刂破鬟M(jìn)行監(jiān)測(cè),結(jié)果表明所設(shè)計(jì)完成的MPPT控制器基本能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期設(shè)想。
[Abstract]:In recent years, photovoltaic power generation as a new sunrise industry is booming. With the popularization of photovoltaic power generation, the related scientific research work is also making progress. The overall direction of development is changing from focusing on generating quantity to generating quality and generating efficiency. Because the output characteristics of photovoltaic cells have strong nonlinear characteristics, the output power of photovoltaic cells is related not only to the load characteristics, but also to the external environment (such as light intensity and temperature). This greatly reduces the energy conversion efficiency of photovoltaic systems. Aiming at the above problems, a photovoltaic MPPT controller based on DSP is designed around the maximum power point tracking (MPPT) technology, which can improve the efficiency of solar energy utilization by tracking the maximum output power of the photovoltaic cell at all times. In this paper, the MATLAB/Simulink platform is used. Firstly, based on the mathematical model, the photovoltaic cell model which is more suitable for engineering application is built, and the characteristics of photovoltaic cells changing with the external environment are analyzed. After weighing the advantages and disadvantages of each DC/DC circuit, the Boost circuit is selected as the main circuit of the MPPT control system. After analyzing several popular MPPT algorithms, this paper introduces fuzzy control into MPPT control, and proposes a variable step size increment algorithm which uses fuzzy control to calculate step size. The algorithm has the property of automatically adjusting the step size according to the change of illumination intensity and temperature. When the operating point of the system is far from the maximum power point, the maximum power point is approximated quickly by the large step size, with the working point approaching the maximum power point. Match the current appropriate step size until the tracking is completed. The algorithm is simulated by the fuzzy logic toolbox. The results show that the algorithm can effectively overcome the contradiction between the dynamic response speed and the steady-state tracking accuracy caused by the selection of step size, and achieve better dynamic and steady-state effects. Then, the overall structure and control scheme of the system are designed. The TMS320F28035 controller is used as the control chip to control MPPT, and the system hardware circuit including power supply circuit, sampling circuit, driving circuit and protection circuit is designed. The main program AD sampling is completed by using CCS development environment. Maximum power point tracking and PWM generation and other programs. Finally, the hardware and software of the welding object are debugged, and the PC photovoltaic data acquisition and query system program built by Lab VIEW is used to monitor the controller. The results show that the designed MPPT controller can basically realize the expected assumption.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1924344