復(fù)雜光照下基于線性自抗擾的光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-26 02:25
二十一世紀(jì)以來,能源成為現(xiàn)代人生活工作中不可缺少的一部分。在人們改造和利用自然資源的過程中,化石能源儲(chǔ)量危機(jī),而作為一種可再生能源的太陽(yáng)能,越來越受到人們關(guān)注。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,光伏電池的輸出功率容易受到溫度和光照強(qiáng)度的影響,從而產(chǎn)生較大波動(dòng)。因此,光伏電池的研究熱點(diǎn)之一就是最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum power point tracking,簡(jiǎn)稱MPPT)技術(shù)的研究;诠夥l(fā)電系統(tǒng)輸出特性的復(fù)雜非線性問題和不確定性擾動(dòng)問題,分析均勻光照下光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT常用算法的優(yōu)點(diǎn)及不足,研究了一種基于線性自抗擾控制器的光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT方法。外環(huán)采用改進(jìn)的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法,內(nèi)環(huán)采用線性自抗擾實(shí)現(xiàn)電壓閉環(huán)控制,從而實(shí)現(xiàn)快速跟蹤和精確跟蹤的目的。對(duì)改進(jìn)前的擾動(dòng)觀察法和改進(jìn)后的本文算法分別進(jìn)行仿真對(duì)比;并通過對(duì)某光伏電站中一天的實(shí)測(cè)溫度和光照強(qiáng)度進(jìn)行仿真,與實(shí)測(cè)功率曲線進(jìn)行對(duì)比,說明了該算法具有良好的適用性和抗干擾性。同時(shí)考慮到光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)存在局部遮陰的情況,傳統(tǒng)算法對(duì)于遮陰下光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的多峰問題很容易陷入局部極值,難以追蹤甚至丟失掉最大功率點(diǎn)。本文利用粒子群算法來實(shí)現(xiàn)...
【文章來源】:河北大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
光伏電池仿真模型
第二章復(fù)雜光照下光伏系統(tǒng)的輸出特性研究19列的總輸出功率小于光伏陣列中各個(gè)光伏組件的輸出功率相加之和。處于遮陰工作環(huán)境下的光伏組件不僅會(huì)對(duì)光伏陣列造成輸出功率降低的影響,還有可能會(huì)變成負(fù)載對(duì)其它正常工作的光伏電池造成能量的消耗,產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,出現(xiàn)熱斑效應(yīng)。熱斑效應(yīng)會(huì)損壞電池的正常使用,加速老化,降低使用時(shí)間,甚至造成火災(zāi)。通常采用并聯(lián)旁路二極管的方法來避免熱斑效應(yīng)產(chǎn)生的一系列影響,這種方法會(huì)使光伏陣列的P-U輸出曲線出現(xiàn)多個(gè)局部極值點(diǎn),也就是光伏陣列的多峰現(xiàn)象。這時(shí)對(duì)于單峰值的MPPT方法就會(huì)容易陷入局部極值難以追蹤甚至丟失最大值。因此,多峰值的MPPT方法常常會(huì)選用一些智能算法來進(jìn)行全局MPP尋優(yōu),即多峰值最大功率點(diǎn)跟蹤。光伏電池板的各種遮陰現(xiàn)象以及熱斑效應(yīng)的實(shí)際圖片如圖2-11所示:(a)建筑物遮擋(b)云層遮擋(c)灰塵遮擋(d)太陽(yáng)光入射角度(e)光伏組件熱斑效應(yīng)(f)光伏陣列熱斑效應(yīng)發(fā)生火災(zāi)圖2-11光伏電池板幾種遮陰情況以及熱斑效應(yīng)
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文22是局部遮陰,其總輸出電流為各個(gè)組件輸出電流之和,總電壓為各組件輸出電壓最大者,即:1niiII(2.22)1maxniiUU(2.23)iI表示第i個(gè)面板的電流,iU表示第i個(gè)面板的電壓。對(duì)m×n個(gè)光伏組件構(gòu)成的光伏陣列做進(jìn)一步推導(dǎo),可以得出其總輸出電流為n條并聯(lián)各支路的電流總和,總輸出電壓為n條支路最大電壓者,即:1narryiII串(2.24)1maxnarryiUU串(2.25)2.4.4局部遮陰下光伏陣列的輸出特性分析在Matlab/Simulink中根據(jù)表2-1的光伏電池參數(shù),搭建6×1串聯(lián)光伏陣列模型,并對(duì)其進(jìn)行仿真分析研究。光伏陣列仿真模型如圖2-14所示:圖2-146×1串聯(lián)光伏陣列仿真模型
本文編號(hào):3250439
【文章來源】:河北大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:88 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
光伏電池仿真模型
第二章復(fù)雜光照下光伏系統(tǒng)的輸出特性研究19列的總輸出功率小于光伏陣列中各個(gè)光伏組件的輸出功率相加之和。處于遮陰工作環(huán)境下的光伏組件不僅會(huì)對(duì)光伏陣列造成輸出功率降低的影響,還有可能會(huì)變成負(fù)載對(duì)其它正常工作的光伏電池造成能量的消耗,產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象,出現(xiàn)熱斑效應(yīng)。熱斑效應(yīng)會(huì)損壞電池的正常使用,加速老化,降低使用時(shí)間,甚至造成火災(zāi)。通常采用并聯(lián)旁路二極管的方法來避免熱斑效應(yīng)產(chǎn)生的一系列影響,這種方法會(huì)使光伏陣列的P-U輸出曲線出現(xiàn)多個(gè)局部極值點(diǎn),也就是光伏陣列的多峰現(xiàn)象。這時(shí)對(duì)于單峰值的MPPT方法就會(huì)容易陷入局部極值難以追蹤甚至丟失最大值。因此,多峰值的MPPT方法常常會(huì)選用一些智能算法來進(jìn)行全局MPP尋優(yōu),即多峰值最大功率點(diǎn)跟蹤。光伏電池板的各種遮陰現(xiàn)象以及熱斑效應(yīng)的實(shí)際圖片如圖2-11所示:(a)建筑物遮擋(b)云層遮擋(c)灰塵遮擋(d)太陽(yáng)光入射角度(e)光伏組件熱斑效應(yīng)(f)光伏陣列熱斑效應(yīng)發(fā)生火災(zāi)圖2-11光伏電池板幾種遮陰情況以及熱斑效應(yīng)
河北大學(xué)碩士學(xué)位論文22是局部遮陰,其總輸出電流為各個(gè)組件輸出電流之和,總電壓為各組件輸出電壓最大者,即:1niiII(2.22)1maxniiUU(2.23)iI表示第i個(gè)面板的電流,iU表示第i個(gè)面板的電壓。對(duì)m×n個(gè)光伏組件構(gòu)成的光伏陣列做進(jìn)一步推導(dǎo),可以得出其總輸出電流為n條并聯(lián)各支路的電流總和,總輸出電壓為n條支路最大電壓者,即:1narryiII串(2.24)1maxnarryiUU串(2.25)2.4.4局部遮陰下光伏陣列的輸出特性分析在Matlab/Simulink中根據(jù)表2-1的光伏電池參數(shù),搭建6×1串聯(lián)光伏陣列模型,并對(duì)其進(jìn)行仿真分析研究。光伏陣列仿真模型如圖2-14所示:圖2-146×1串聯(lián)光伏陣列仿真模型
本文編號(hào):3250439
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