本文關鍵詞：基于光伏陣列拓撲的全局最大功率跟蹤算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的不斷進步,傳統(tǒng)能源的供給已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求,太陽能作為一種綠色、可再生替代能源,已成為人類的共識,光伏發(fā)電技術作為太陽能利用的主要技術,成為近年來廣大學者的研究重點。當前,光伏發(fā)電的最大功率跟蹤技術日趨成熟并得到大范圍的推廣應用,但是光伏陣列在遮陰影響下,由于輸出曲線呈現(xiàn)多峰現(xiàn)象,傳統(tǒng)的最大功率跟蹤技術會陷入局部峰值點,影響輸出效率。因此,研究遮陰影響下光伏陣列的全局最大功率跟蹤控制方法,提高光伏發(fā)電效率,具有重要意義。本文提出一種適用于復雜光照條件下串聯(lián)光伏陣列的全局最大功率跟蹤控制算法,并分別在Matlab/Simulink仿真平臺和構建的實驗平臺上驗證了控制算法的可行性。具體內(nèi)容如下:首先,以光伏電池的等效電路為基礎建立等效簡化數(shù)學模型,對模型進行等效簡化,根據(jù)光照及溫度變化對電池的影響,引入修正系數(shù),得到符合工程精度需求的任意環(huán)境條件下的仿真用模型。利用該模型,對不同光照強度和溫度下光伏電池的輸出特性進行分析。其次,結合光伏電池的非線性特性,分析了利用Boost電路實現(xiàn)光伏電池最大功率跟蹤的原理。對擾動觀察法進行了重點研究,對比分析了占空比擾動和電壓擾動的區(qū)別,提出擾動步長和擾動頻率的確定方法,在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建模型,分別在均勻光照情況下、光照突變情況下及光照持續(xù)變化情況下對擾動觀察法的性能進行了分析。再次,對光伏陣列出現(xiàn)的熱斑效應、失配現(xiàn)象及多峰現(xiàn)象進行分析研究,介紹了當前光伏陣列主要的拓撲結構,對不同陰影條件下不同拓撲結構光伏陣列的輸出效率進行評估,選取組串式光伏陣列研究全局最大功率跟蹤控制算法。結合單個光伏電池數(shù)學模型,推導出組串式光伏陣列模型,以擾動觀察法為基礎,提出了一種基于組串式光伏陣列全局最大功率跟蹤算法,分別在均勻光照情況下、遮陰情況下及光照條件變化情況下對提出控制算法的性能進行仿真驗證分析。最后,搭建小型光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺,介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件結構、參數(shù)確定、元件選型、電路設計以及控制器的調(diào)試;根據(jù)待驗證的問題,設計了包含四種不同條件的實驗方案,實驗結果說明,本文提出的控制算法能夠有效的追蹤到光伏陣列的全局最大功率點,實現(xiàn)提高陣列輸出效率的目的。
【關鍵詞】：光伏系統(tǒng) 全局最大功率跟蹤 輸出特性 拓撲結構
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 背景及意義10-11
• 1.1.1 尋找新能源的緊迫性10
• 1.1.2 光伏發(fā)電的特點10-11
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述11-12
• 1.2.2 光伏電池模型研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 光伏MPPT技術研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.4 光伏變換器簡介15
• 1.3 本文的主要工作15-18
• 第二章 光伏電池發(fā)電原理及建模仿真18-26
• 2.1 光伏電池發(fā)電原理18-20
• 2.1.1 光伏電池的光電效應18-19
• 2.1.2 光伏電池的分類19-20
• 2.2 光伏電池建模與仿真20-23
• 2.2.1 光伏電池的等效電路模型20-21
• 2.2.2 光伏電池的仿真模型21-23
• 2.3 光伏電池的輸出特性23-24
• 2.4 本章小結24-26
• 第三章 MPPT原理及P&O仿真分析26-40
• 3.1 光伏MPPT基本原理26-27
• 3.2 Boost電路實現(xiàn)MPPT基本原理27-28
• 3.3 經(jīng)典MPPT控制策略28-30
• 3.3.1 恒定電壓法28-29
• 3.3.2 電導增量法29-30
• 3.4 擾動觀察法30-38
• 3.4.1 工作原理30-32
• 3.4.2 擾動步長和擾動頻率的確定32-34
• 3.4.3 仿真分析34-38
• 3.5 本章小結38-40
• 第四章 基于光伏陣列拓撲結構的全局最大功率點跟蹤40-60
• 4.1 遮陰對光伏陣列的影響40-43
• 4.1.1 失配現(xiàn)象及熱斑效應40-41
• 4.1.2 多峰現(xiàn)象41-43
• 4.2 不同光伏陣列拓撲輸出效率的分析評估43-49
• 4.2.1 集中式系統(tǒng)陣列拓撲43-44
• 4.2.2 分布式系統(tǒng)陣列拓撲44-45
• 4.2.3 發(fā)電效率的評估45-49
• 4.3 遮陰條件下串聯(lián)光伏陣列的最大功率跟蹤49-58
• 4.3.1 遮陰條件下組串式光伏陣列數(shù)學模型49-50
• 4.3.2 組串式光伏陣列的輸出特性分析50-53
• 4.3.3 全局最大功率跟蹤控制算法53-55
• 4.3.4 仿真分析55-58
• 4.4 本章小結58-60
• 第五章 小型光伏發(fā)電實驗平臺的設計60-74
• 5.1 系統(tǒng)的總體結構60
• 5.2 主電路的設計60-64
• 5.2.1 電源及負載的選擇60-61
• 5.2.2 Boost電路的設計61-64
• 5.3 控制電路的設計64-67
• 5.3.1 控制器的選擇及配置64-66
• 5.3.2 驅(qū)動電路66
• 5.3.3 采樣電路66-67
• 5.4 實驗方案設計及結果分析67-72
• 5.4.1 實驗方案68
• 5.4.2 實驗結果分析68-72
• 5.5 本章小結72-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 總結74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文82

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1 王建華;韓偉;;光伏陣列的仿真模型研究[J];信息技術;2011年06期

2 陳昌松;段善旭;殷進軍;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡的光伏陣列發(fā)電預測模型的設計[J];電工技術學報;2009年09期

3 劉剛;;太陽能光伏陣列數(shù)學模型的綜述[J];科技信息;2010年04期

4 劉曉艷;祁新梅;鄭壽森;王飛;陳達明;;局部陰影條件下光伏陣列的建模與分析[J];電網(wǎng)技術;2010年11期

5 翟津川;黃梅;;光伏陣列三相并網(wǎng)仿真模型[J];電子設計工程;2010年12期

6 楊鵬;劉松;沈楚焱;;一種數(shù)字式光伏陣列模擬系統(tǒng)的研究[J];電工電氣;2011年02期

7 陳阿蓮;馮麗娜;杜春水;張承慧;;基于支持向量機的局部陰影條件下光伏陣列建模[J];電工技術學報;2011年03期

8 丁明;陳中;;遮陰影響下的光伏陣列結構研究[J];電力自動化設備;2011年10期

9 陳正偉;朱建華;裘君英;劉瀏;;光伏陣列解析模型的研究[J];浙江科技學院學報;2011年06期

10 劉曉艷;祁新梅;鄭壽森;陳達明;王飛;;局部陰影條件下光伏陣列仿真模型的研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2012年05期

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1 傅望;羅時武;青志明;;局部陰影條件下光伏陣列輸出特性方程研究[A];2013年中國電機工程學會年會論文集[C];2013年

2 張國榮;瞿曉麗;蘇建徽;劉寧;董康;;基于動態(tài)電容充電的光伏陣列Ⅰ-Ⅴ測試儀[A];2009安捷倫科技節(jié)論文集[C];2009年

3 張淵明;孫彥廣;張云貴;;非均勻輻射條件下光伏陣列建模及運行穩(wěn)定性分析[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2012年年會論文集[C];2012年

4 王培珍;;太陽能光伏陣列的溫度與紅外特性分析[A];安徽省第五屆“興皖之光”青年學術年會論文集（工科卷）[C];2005年

5 代倩;段善旭;蔡濤;陳昌松;;基于氣象因子的神經(jīng)網(wǎng)絡模型在光伏發(fā)電預測中的應用研究[A];第27屆中國氣象學會年會氣候資源應用研究分會場論文集[C];2010年

6 黃智勇;;水利水電工程中太陽能的利用[A];2013年電氣學術交流會議論文集[C];2013年

7 謝標鍇;沈輝;朱薇樺;;六種太陽電池光伏陣列實際發(fā)電性能比較[A];第十屆中國太陽能光伏會議論文集：迎接光伏發(fā)電新時代[C];2008年

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1 王培珍;光伏陣列故障狀態(tài)的識別研究[D];合肥工業(yè)大學;2005年

2 吳小進;光伏陣列及并網(wǎng)逆變器關鍵技術研究[D];北京交通大學;2012年

3 翟載騰;任意條件下光伏陣列的輸出性能預測[D];中國科學技術大學;2008年

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1 張磊;一種光伏陣列模擬器的研究和設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 寇彥宏;光伏陣列最大功率點跟蹤方法的研究[D];寧波大學;2015年

3 趙磊;局部陰影下光伏陣列的最大功率點跟蹤與控制[D];中國計量學院;2015年

4 楊天宇;數(shù)字式光伏陣列模擬器的研究與設計[D];上海交通大學;2015年

5 呂盛華;基于光伏陣列拓撲的全局最大功率跟蹤算法研究[D];太原理工大學;2016年

6 李兵峰;光伏陣列故障檢測方法的研究[D];天津大學;2010年

7 馮麗娜;局部陰影下光伏陣列的建模與動態(tài)組態(tài)優(yōu)化[D];山東大學;2012年

8 徐勇;一種光伏陣列故障診斷與定位方法的研究[D];天津大學;2012年

9 岑長岸;基于組態(tài)優(yōu)化的光伏陣列控制技術的研究[D];廣東工業(yè)大學;2008年

10 龐志超;局部陰影條件下基于模糊控制的光伏陣列重構系統(tǒng)的研究[D];天津大學;2010年

  本文關鍵詞：基于光伏陣列拓撲的全局最大功率跟蹤算法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：290559