【摘要】：社會和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展離不開能源,但目前對于常規(guī)能源的過度開采與使用,導(dǎo)致能源危機(jī)以及環(huán)境污染問題日益加劇,世界各國迫切需要尋求一種新型的可再生綠色能源來替代常規(guī)能源。太陽能是一種可再生的綠色能源,目前利用太陽能進(jìn)行光伏發(fā)電技術(shù)成為了世界各國重要的研究與發(fā)展之一。而最大功率點(diǎn)跟蹤控制技術(shù)也稱之為MPPT技術(shù)可以充分有效地利用太陽能進(jìn)行光伏發(fā)電,減少系統(tǒng)的能量損失、提高發(fā)電效率,是光伏發(fā)電系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。本文首先詳細(xì)分析了幾種光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制技術(shù),并對這些控制方法進(jìn)行了研究,分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。恒定電壓法(CVT)控制結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)且響應(yīng)速度快,但穩(wěn)定精度較低且溫度變化時將出現(xiàn)較大誤差;擾動觀察法(PO)其結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn),但系統(tǒng)穩(wěn)定精度較低,導(dǎo)致較大的能量損失;電導(dǎo)增量法(INC)雖然系統(tǒng)有較好的控制精度,但由于算法需要大量的運(yùn)算,因此對系統(tǒng)的硬件要求比較高,而且對擾動步長的選取比較苛刻;基于此,本文對常規(guī)的電導(dǎo)增量法進(jìn)行了改進(jìn),設(shè)計(jì)出變步長的電導(dǎo)增量法,這種控制方法系統(tǒng)可以自動進(jìn)行步長的調(diào)整,避免了步長選取誤差導(dǎo)致的精度損失,但系統(tǒng)對硬件的要求并沒有降低,成本比較高。因此本文設(shè)計(jì)出一種基于滑模控制的改進(jìn)型控制算法,滑�？刂凭哂辛己玫聂敯粜院头�(wěn)定性,而且其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易于實(shí)現(xiàn)。然后,對傳統(tǒng)的控制算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并且與改進(jìn)型的滑�？刂七M(jìn)行了仿真對比,分析得出改進(jìn)后的滑模控制在改善光伏系統(tǒng)動態(tài)響速度應(yīng)與穩(wěn)態(tài)精度相矛盾的同時,也減少了系統(tǒng)成本。最后設(shè)計(jì)出MPPT控制器的硬件電路與軟件流程圖。圖[73]表[5]參[60]。
【圖文】：

統(tǒng)能量損耗的主要方法[12]。本章建立了光伏電池的仿真模型，并在境因素影響下分析了其輸出特性，為后續(xù)實(shí)現(xiàn) MPPT 控制提供理論伏電池的工作原理伏電池是一種將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的器件，一般由半導(dǎo)體材料構(gòu)成半導(dǎo)體PN結(jié)上時，一部分太陽光被光伏電池所吸收，在半導(dǎo)體中電子，產(chǎn)生大量的光生電子-空穴對，這被稱為內(nèi)光電效應(yīng)。光伏電光電效應(yīng)將太陽能轉(zhuǎn)換成電能[13]。 1 是光伏電池的原理圖。半導(dǎo)體中電子-空穴對在內(nèi)電場的作用下，，導(dǎo)體的 N區(qū)靠攏，空穴往半導(dǎo)體的P 區(qū)靠攏。這樣就在半導(dǎo)體器件由P 區(qū)指向N 區(qū)的電場。該電場的方向和內(nèi)電場的方向相反，所以部分，余下的電場使半導(dǎo)體材料的P 區(qū)帶正電， N區(qū)帶負(fù)電，這樣產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象就稱為光生伏特效應(yīng)，簡稱光伏效應(yīng)。當(dāng)在接負(fù)載，導(dǎo)線中就有電流流過，在負(fù)載兩端就有功率輸出。

圖 2 光伏電池的等效電路Fig.2 Equivalent circuit of photovoltaic cells電路模型，推導(dǎo)出光伏電池的輸出電流的數(shù)流定律可知：ph d shI I I I滿足下列關(guān)系： 01Sq U IRAKTdI I e 電壓定律可知：sshshU IRIR 和式（2-3）代入式（2-1），整理得： 01Sq U IRsAKTphshU IRI I I eR
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615;TP13

【參考文獻(xiàn)】

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1 崔絮;孟麗麗;;生態(tài)光伏發(fā)展的新思路——荒漠生態(tài)光伏產(chǎn)業(yè)模式[J];太陽能;2015年12期

2 周華安;孟志強(qiáng);王保田;;光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT固定頻率滑�？刂芠J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年10期

3 唐俊;周海峰;王榮杰;葉曉軍;;基于Matlab/Simulink的光伏電池輸出特性仿真研究[J];應(yīng)用能源技術(shù);2015年01期

4 賈宏杰;穆云飛;余曉丹;;對我國綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的思考[J];電力建設(shè);2015年01期

5 薛陽;汪莎;;基于擾動觀察法的模糊控制應(yīng)用于光伏發(fā)電最大功率跟蹤[J];太陽能學(xué)報(bào);2014年09期

6 吳雨薇;時斌;朱海勇;張加嶺;;基于變步長擾動觀察法的光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤[J];電氣技術(shù);2014年06期

7 楊宇;劉毅;金鳳君;;世界石油探明儲量分布特征與空間格局演化[J];世界地理研究;2014年01期

8 梁剛;裴國平;王宇;;2013年 全球油氣儲量、石油產(chǎn)量增長平緩[J];國際石油經(jīng)濟(jì);2014年Z1期

9 李玉輝;韓浩;;我國的能源現(xiàn)狀及對未來發(fā)展的思考[J];內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì);2014年01期

10 魏政;于冰清;;我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對策探討[J];中外能源;2013年06期

本文編號：2638020