【摘要】：隨著傳統(tǒng)化石能源的不斷枯竭及環(huán)境污染問題的日益突出,太陽能作為一種儲(chǔ)量豐富,清潔環(huán)保的可再生能源,受到了世界各國的廣泛關(guān)注。光伏發(fā)電是目前太陽能最有效的利用方式之一,但由于光伏電池的輸出特性具有較強(qiáng)的非線性特征,其輸出功率極易受到外界環(huán)境變化的影響,而無法保證光伏發(fā)電系統(tǒng)始終穩(wěn)定地工作在最大功率點(diǎn)(MPP)處。因此,需要采用最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)來提高光伏發(fā)電的效率和電能質(zhì)量。針對(duì)目前所提出的MPPT控制算法普遍存在跟蹤速度慢,穩(wěn)定性差等問題,本文以獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)并改進(jìn)了基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的MPPT算法。本文首先介紹了光伏發(fā)電的研究背景及意義,并對(duì)光伏電池在不同外界環(huán)境下的輸出特性進(jìn)行仿真分析。其次,通過對(duì)比各種DC-DC變換器的優(yōu)缺點(diǎn),選擇Boost變換器作為系統(tǒng)的主電路,并對(duì)其進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。再次,對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的基本原理進(jìn)行介紹,并對(duì)幾種常用MPPT算法的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。然后,對(duì)基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的MPPT算法進(jìn)行研究。為保證系統(tǒng)在外界環(huán)境改變的情況下,能夠迅速穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)MPPT,利用Boost變換器中的電感電流與MPP處電流的差值,設(shè)計(jì)出傳統(tǒng)滑�？刂扑惴āＭ瑫r(shí),為進(jìn)一步減小系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下的功率振蕩,通過在傳統(tǒng)滑模切換函數(shù)中加入積分項(xiàng)及采用飽和函數(shù)sat(s)代替指數(shù)趨近率中的符號(hào)函數(shù)sgn(s),對(duì)傳統(tǒng)滑模控制算法進(jìn)行改進(jìn),最終設(shè)計(jì)出了一種改進(jìn)型滑�？刂扑惴āＷ詈�,在Matlab/Simulink中搭建出MPPT算法的仿真模型,并對(duì)不同MPPT算法的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明,在外界環(huán)境穩(wěn)定的情況下,改進(jìn)型滑模控制算法與傳統(tǒng)滑�？刂扑惴ㄏ啾�,在光伏電池輸出功率的波動(dòng)范圍上減小了2.7W;同傳統(tǒng)擾動(dòng)觀察法相比,不僅功率的波動(dòng)范圍減小了3.6W,而且MPPT的時(shí)間也縮短了0.031s。在外界環(huán)境變化的情況下,改進(jìn)型滑�？刂扑惴ㄅc其他MPPT算法相比,在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)MPPT中,具有更快的跟蹤速度和更高的跟蹤精度。圖[65]表[8]參[65]
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM615

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2776571