本文關(guān)鍵詞：柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)建模研究

  更多相關(guān)文章： 柔性非晶硅光伏電池 鋰電池 建模 光伏發(fā)電系統(tǒng) MPPT算法

【摘要】：太陽能以其清潔、無污染、儲(chǔ)量巨大等優(yōu)勢(shì)在各種新能源開發(fā)中占據(jù)重要地位。其中柔性非晶硅薄膜光伏發(fā)電技術(shù)自1976年問世以來以其材料用料少、回收周期短、全年發(fā)電量多等優(yōu)勢(shì),逐漸成為新能源技術(shù)的典型代表。本文對(duì)柔性非晶硅光伏電池及其發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了建模研究,旨在為該款光伏電池應(yīng)用技術(shù)開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。具體開展了以下工作：1.首次提出小功率柔性非晶硅光伏電池的電路模型。本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)太陽光下柔性非晶硅光伏電池的Ⅰ-Ⅴ數(shù)據(jù),采用擬牛頓迭代法和自組織遷移法求取了電路模型中所有未知參數(shù),建立了其單二極管電路模型。經(jīng)數(shù)據(jù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比,該電路模型的標(biāo)準(zhǔn)差為0.79%,殘差平方和為0.05%。該成果為后續(xù)柔性非晶硅光伏電池的發(fā)電性能優(yōu)化奠定了核心基礎(chǔ)。2.本文對(duì)柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)中用于儲(chǔ)能的鋰電池進(jìn)行了建模。建立了一種基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的簡化電路模型,并對(duì)其充電過程進(jìn)行仿真計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3.選擇Boost升壓電路和MPPT控制模塊,在ATLAB Simulink中構(gòu)建了柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型。4.針對(duì)柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)在環(huán)境因素變化時(shí)輸出效率降低的關(guān)鍵問題,本文對(duì)基于PID控制的變步長擾動(dòng)觀察法存在的跟蹤時(shí)間長(0.04s)、超調(diào)量大(11.7%)、穩(wěn)態(tài)誤差大(0.5V)等問題,提出了結(jié)合PID參數(shù)整定的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最大功率跟蹤控制算法。仿真結(jié)果表明,相對(duì)于變步長擾動(dòng)觀察法,改進(jìn)后的控制算法能夠在0.01s內(nèi)完成對(duì)柔性非晶硅光伏電池最大功率點(diǎn)的跟蹤,超調(diào)量下降為0.003%,穩(wěn)態(tài)誤差下降為0.15V,消除了暫態(tài)工作時(shí)的電壓振蕩,提高了系統(tǒng)的魯棒性。
【關(guān)鍵詞】：柔性非晶硅光伏電池 鋰電池 建模 光伏發(fā)電系統(tǒng) MPPT算法
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景及意義8-10
• 1.2 柔性非晶硅薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)建模的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 柔性非晶硅光伏電池的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 柔性非晶硅光伏電池的理論建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)建模及MPPT研究現(xiàn)狀12
• 1.3 本文的研究目的與內(nèi)容12-16
• 2 柔性非晶硅光伏電池的建模16-27
• 2.1 柔性非晶硅光伏電池的半導(dǎo)體特性16-17
• 2.2 等效電路模型的確定17-19
• 2.3 建模算法的研究19-21
• 2.3.1 擬牛頓迭代法19-20
• 2.3.2 自組織遷移法20-21
• 2.4 模型參數(shù)的求取21-23
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取21-22
• 2.4.2 模型參數(shù)計(jì)算22-23
• 2.5 模型的準(zhǔn)確性驗(yàn)證23-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 鋰離子電池的建模27-36
• 3.1 鋰離子電池的物理特性27-28
• 3.2 鋰離子電池的常見電路模型28-31
• 3.2.1 蓄電池的通用電路模型28-30
• 3.2.2 改進(jìn)的鋰電池GNL模型30-31
• 3.3 鋰離子電池的電路建模31-35
• 3.3.1 開路測(cè)試實(shí)驗(yàn)31-32
• 3.3.2 充電測(cè)試實(shí)驗(yàn)32
• 3.3.3 鋰電池參數(shù)求取32-33
• 3.3.4 鋰電池模型搭建33
• 3.3.5 鋰電池模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)的建模36-54
• 4.1 柔性非晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)的模型簡介36-37
• 4.2 柔性非晶硅光伏電池模型37-40
• 4.3 鋰離子電池模型40-41
• 4.4 DC-DC電路41-43
• 4.5 MPPT算法控制模塊43-50
• 4.5.1 擾動(dòng)觀察法44-47
• 4.5.2 變步長擾動(dòng)觀察法47-48
• 4.5.3 基于PID控制的MPPT算法48-50
• 4.6 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析50-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 5 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MPPT控制方法54-60
• 5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)54-55
• 5.1.1 輸入層設(shè)計(jì)55
• 5.1.2 隱藏層設(shè)計(jì)55
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真模型的建立55-56
• 5.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)分析56-58
• 5.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性驗(yàn)證56-57
• 5.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制性能驗(yàn)證57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 研發(fā)結(jié)論60
• 6.2 課題展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 個(gè)人簡介66-67
• 導(dǎo)師簡介67-68
• 獲得成果目錄68-69
• 致謝69

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1 馬勇剛;謝建;李自應(yīng);張躍;曾麗琴;;戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J];中國建設(shè)動(dòng)態(tài)(陽光能源);2007年02期

2 李雷;楊舒;;光伏發(fā)電系統(tǒng)在建筑項(xiàng)目中的應(yīng)用探討[J];有色冶金設(shè)計(jì)與研究;2011年01期

3 ;簡訊[J];安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年02期

4 ;程藝廳長祝賀我院獲2011年全國職業(yè)院校技能大賽“光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝調(diào)試”賽項(xiàng)二等獎(jiǎng)[J];安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2011年03期

5 ;晶澳慈善基金會(huì)向希望小學(xué)捐贈(zèng)光伏發(fā)電系統(tǒng)[J];太陽能;2011年10期

6 張改景;龍惟定;苑翔;;光伏發(fā)電系統(tǒng)的碳值分析[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2011年11期

7 彭一琦;;改進(jìn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)[J];建筑電氣;2012年02期

8 江偉山;周倩;;高鐵車站光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用[J];電氣時(shí)代;2012年04期

9 鄧雅;胡書舉;孟巖峰;許洪華;;光伏發(fā)電系統(tǒng)功率預(yù)測(cè)研究方法綜述[J];電氣制造;2013年06期

10 龔道仁;陳迪;袁志鐘;;光伏發(fā)電系統(tǒng)碳排放計(jì)算模型及應(yīng)用[J];可再生能源;2013年09期

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1 周光明;沈煜;張晉茂;麻凱恩;朱正菲;杜強(qiáng);;光伏發(fā)電系統(tǒng)用高效逆變器的研究[A];第十屆中國太陽能光伏會(huì)議論文集：迎接光伏發(fā)電新時(shí)代[C];2008年

2 陸亞萍;梁小冰;;太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)性能分析的模糊綜合評(píng)價(jià)方法[A];第十九屆電工理論學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

3 程麗敏;曹陽;;分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)及微型逆變器綜述[A];2013電力行業(yè)信息化年會(huì)論文集[C];2013年

4 郝文華;;太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)[A];2011年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 王景義;;光伏發(fā)電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[A];中國太陽能學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

6 李春華;劉維亭;姜文剛;;戶用獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)研究[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

7 謝亦豐;祝明華;熊連松;李琛;卓放;張海龍;;光伏發(fā)電系統(tǒng)建模及其控制器參數(shù)的全局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[A];分布式發(fā)電、智能微電網(wǎng)與電能質(zhì)量——第三屆全國電能質(zhì)量學(xué)術(shù)會(huì)議暨電能質(zhì)量行業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2013年

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9 程啟明;李明;陳根;王鶴霖;;小型離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];智能化電站技術(shù)發(fā)展研討暨電站自動(dòng)化2013年會(huì)論文集[C];2013年

10 馮垛生;;光伏發(fā)電系統(tǒng)的過去,現(xiàn)在和未來[A];中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)中南六�。▍^(qū)）2010年第28屆年會(huì)·論文集[C];2010年

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1 王憲才　魏延彬;萊蕪供電首建光伏發(fā)電系統(tǒng)[N];中國電力報(bào);2011年

2 通訊員 王憲才　魏延彬;萊蕪供電公司建成首個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)[N];萊蕪日?qǐng)?bào);2011年

3 徐瑤;光伏發(fā)電系統(tǒng)租還是買？[N];中國能源報(bào);2014年

4 申淳;數(shù)倍聚光跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)解決太陽能高成本難題[N];中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào);2007年

5 特約記者 牛獻(xiàn)力　通訊員 王麗英;晶澳公司捐贈(zèng)光伏發(fā)電系統(tǒng)[N];中國化工報(bào);2011年

6 記者 劉霞;美研制新式太陽能熱光伏發(fā)電系統(tǒng)[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

7 本報(bào)記者　 戈曉芳 見習(xí)記者 于洋;廣東最大戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)亮相[N];廣東建設(shè)報(bào);2006年

8 記者 王瑩　特約通訊員 劉孟君;我市首座太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)正式并網(wǎng)發(fā)電[N];廊坊日?qǐng)?bào);2010年

9 記者 星子;我省光伏產(chǎn)業(yè)又添高科技“新丁”[N];青海日?qǐng)?bào);2012年

10 蘇國平　新疆經(jīng)信委副主任;依托自然優(yōu)勢(shì)發(fā)展新疆光伏產(chǎn)業(yè)[N];中國電子報(bào);2011年

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1 王歡;物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的太陽能光伏自跟蹤發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 毛鵬;小功率光伏發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京理工大學(xué);2015年

3 朱艷偉;光伏發(fā)電系統(tǒng)效率提高理論方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華北電力大學(xué);2012年

4 吳志鵬;分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制和孤島故障檢測(cè)[D];華東理工大學(xué);2014年

5 鄭詩程;光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

6 徐瑞東;光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

7 熊遠(yuǎn)生;太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問題研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

8 徐曉冰;光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

9 曹太強(qiáng);光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2011年

10 蔣愛華;泛（火用）分析方法及其應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2011年

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1 王文響;20MW_P光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 王京;溫室光伏供電系統(tǒng)[D];華南理工大學(xué);2015年

3 陳墨;基于分岔理論的光伏發(fā)電系統(tǒng)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

4 馬高祥;關(guān)于光伏發(fā)電站系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

5 李超凡;離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)[D];長安大學(xué);2015年

6 張彬;小功率光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT及并網(wǎng)逆變器控制方法研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

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10 葛鑫;分布式光伏發(fā)電建設(shè)運(yùn)營模式研究[D];華北電力大學(xué);2015年

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