【摘要】：隨著石油、煤炭、天然氣等化石燃料的日益枯竭,能源問題受到了全世界的廣泛關(guān)注。作為應(yīng)對能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的有效手段,新能源的開發(fā)和應(yīng)用是各國可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。太陽能以其清潔、取之不竭、用之不盡等特點(diǎn),是最為理想的可再生能源。為提高光伏電池轉(zhuǎn)換效率、降低發(fā)電成本,MPPT(Maximum Power Point Tracking,最大功率點(diǎn)跟蹤)成為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。本文在系統(tǒng)闡述光伏電池發(fā)電原理和數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,分析了光伏電池的輸出特性和工程計(jì)算模型。并對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、組成模塊做了詳細(xì)介紹,以兩級式并網(wǎng)逆變器作為對象展開研究。在MATLAB軟件中建立了光伏電池的仿真模型,分析其功率輸出特性。通過分析光伏電池MPPT原理,分別對目前最常用的幾種MPPT算法展開研究,其中包括定電壓跟蹤法、短路電流法、擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法、最優(yōu)梯度法、模糊邏輯控制算法。通過比較各個(gè)算法的優(yōu)缺點(diǎn),在電導(dǎo)增量法的基礎(chǔ)上,提出一種適用于兩級并網(wǎng)逆變器和后續(xù)模型預(yù)測控制的改進(jìn)電導(dǎo)增量MPPT算法。針對傳統(tǒng)PI控制的光伏系統(tǒng)在外界環(huán)境變化劇烈時(shí)無法及時(shí)跟蹤到最大功率點(diǎn)的問題,本文提出一種基于模型預(yù)測控制的MPPT控制方法。該方法通過建立兩級式并網(wǎng)逆變器前級BOOST電路離散數(shù)學(xué)模型來預(yù)測其在定義時(shí)間段內(nèi)未來的變化,并利用評價(jià)函數(shù)表示期望的控制結(jié)果,通過最小化評價(jià)函數(shù)確定最優(yōu)開關(guān)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)MPPT。最后以MATLAB/SIMULINK軟件為平臺,進(jìn)行了光伏系統(tǒng)在外界環(huán)境短時(shí)多次突變下的功率響應(yīng)仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明該方法相比于傳統(tǒng)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的PI控制,可快速、準(zhǔn)確跟蹤到最大功率點(diǎn),從而驗(yàn)證了該方法的正確性和有效性。
【圖文】：

光伏電池在不同輻射強(qiáng)度下的輸出特性曲線族

光伏電池在不同溫度下的輸出特性曲線族
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2538004