本文關(guān)鍵詞：基于SEPIC電路的光伏系統(tǒng)MPPT控制算法研究

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【摘要】：光伏發(fā)電是對太陽能利用的有效方式之一,通過光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。光伏電池的輸出功率易受外界環(huán)境的影響,在不同工作環(huán)境下,光伏電池的輸出功率是不同的,但是都存在唯一的最大功率點。因此,為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率,進行最大功率點跟蹤是必不可少的。本文把光伏發(fā)電系統(tǒng)作為研究對象,以獲得光照和負載變化下光伏電池的最大輸出功率為研究目標,進行以下幾方面的工作：(1)分析光伏電池的工作原理,討論光伏電池的數(shù)學建模以及光伏電池輸出特性的工程計算方法,根據(jù)此工程計算方法在仿真平臺Matlab中搭建光伏電池的仿真模型,進一步研究光照溫度等外界因素對光伏電池輸出特性的影響。(2)詳細介紹了目前常見的幾種MPPT算法的工作原理以及各自的優(yōu)缺點,包括固定電壓法、擾動觀察法、電導增量法等。在分析MPPT算法的基礎(chǔ)上,提出直接通過調(diào)整SEPIC電路開關(guān)器件占空比來達到跟蹤最大功率點的目的,去掉了傳統(tǒng)MPPT算法控制中的PI控制環(huán)節(jié)�；赟EPIC電路在Matlab仿真平臺中搭建光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型,并對擾動觀察法以及擾動觀察法結(jié)合固定電壓法的跟蹤性能進行仿真。(3)光照和負載發(fā)生變化時,都會影響光伏電池的工作點,傳統(tǒng)的MPPT算法針對光照或負載變化時的跟蹤性能并不理想。本文在傳統(tǒng)電導增量法的基礎(chǔ)上提出了一種改進的電導增量法,詳細分析了改進電導增量法的工作原理,設(shè)計了算法流程圖。在Matlab仿真平臺中搭建了帶MPPT控制器的光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型,MPPT控制器分別采用改進電導增量法和占空比直接控制的定步長電導增量法、變步長電導增量法。分別改變光照和負載,得到不同MPPT算法下的仿真結(jié)果。從動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能兩個方面來分析三種不同算法下的仿真結(jié)果,驗證了改進后的電導增量法相比于其他兩種算法,對光照和負載變化的響應(yīng)速度更快,縮短了跟蹤時間,減輕了系統(tǒng)的功率振蕩,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) SEPIC電路 MPPT 改進電導增量法
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 課題研究背景與意義16-17
• 1.2 全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及國內(nèi)光伏概況17-19
• 1.2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.3 最大功率點跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文的研究內(nèi)容及章節(jié)安排21-23
• 第二章 光伏電池建模及輸出特性研究23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 光伏電池工作原理23-24
• 2.2.1 PN結(jié)23-24
• 2.2.2 光伏電池工作原理24
• 2.3 光伏電池建模24-27
• 2.3.1 光伏電池的數(shù)學模型24-25
• 2.3.2 光伏電池輸出特性的工程計算方法25-27
• 2.4 光伏電池仿真模型的建立和驗證27-30
• 2.4.1 光伏電池在Matlab中的建模27
• 2.4.2 光伏電池輸出特性仿真結(jié)果分析27-30
• 2.5 光伏發(fā)電DC/DC變換電路30-34
• 2.5.1 DC/DC變換電路拓撲選擇31
• 2.5.2 SEPIC變換電路工作模態(tài)分析31-32
• 2.5.3 SEPIC變換電路參數(shù)計算32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 光伏MPPT控制算法研究35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 MPPT工作原理35-36
• 3.3 MPPT控制算法介紹36-42
• 3.3.1 固定電壓法36
• 3.3.2 擾動觀察法36-38
• 3.3.3 電導增量法38-40
• 3.3.4 擾動觀察法結(jié)合固定電壓法40-42
• 3.4 MPPT算法仿真分析42-45
• 3.4.1 擾動觀察法的仿真43
• 3.4.2 擾動觀察法結(jié)合固定電壓法的仿真43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 占空比直接控制的電導增量法的研究和實現(xiàn)46-58
• 4.1 引言46-47
• 4.2 占空比直接控制的定步長電導增量法47-50
• 4.2.1 算法設(shè)計流程47-48
• 4.2.2 占空比直接控制的定步長電導增量法仿真分析48-50
• 4.3 占空比直接控制的變步長電導增量法50-55
• 4.3.1 算法設(shè)計流程50-52
• 4.3.2 占空比直接控制的變步長電導增量法仿真分析52-55
• 4.4 定步長與變步長算法仿真結(jié)果對比55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 改進電導增量法的研究和實現(xiàn)58-82
• 5.1 引言58
• 5.2 改進電導增量法的工作原理58-66
• 5.2.1 基于SEPIC電路的光伏系統(tǒng)特性58-61
• 5.2.2 改進電導增量法工作原理分析61-66
• 5.3 改進電導增量法的設(shè)計流程66-68
• 5.4 改進電導增量法仿真分析68-81
• 5.4.1 光照變化下三種控制算法的仿真分析68-77
• 5.4.2 負載變化下兩種控制算法的仿真分析77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)和展望82-84
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻84-88
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況88

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于培諾 ,王長貴;2002年世界光伏電池產(chǎn)量[J];太陽能;2003年03期

2 王長貴 ,于培諾;2003年世界光伏電池產(chǎn)量[J];太陽能;2004年04期

3 胡建明;高效低耗的光伏電池[J];可再生能源;2005年01期

4 ;光伏電池設(shè)備:關(guān)注大尺寸自動化[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2007年07期

5 ;我國獲取提高聚合物光伏電池性能新方法[J];工程塑料應(yīng)用;2008年03期

6 ;奧開發(fā)出電動車專用光伏電池系統(tǒng)[J];硅酸鹽通報;2010年02期

7 吳曉莉;;淺述光伏電池的研究發(fā)展趨勢[J];科技創(chuàng)新導報;2012年22期

8 ;未來的光伏電池能源[J];技術(shù)與市場;1997年03期

9 ;透明光伏電池光電效率提升一倍[J];功能材料信息;2013年04期

10 ;日本開發(fā)新光伏電池技術(shù)[J];電力與電工;2013年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊小牛;魯廣昊;黎立桂;;利用結(jié)晶實現(xiàn)塑基光伏電池形態(tài)的控制[A];中國化學會第二十五屆學術(shù)年會論文摘要集（下冊）[C];2006年

2 傅望;郭珂;周林;;光伏電池工程用數(shù)學模型研究[A];重慶市電機工程學會2010年學術(shù)會議論文集[C];2010年

3 翟小鋒;賴建軍;;包含近場熱傳遞的熱光伏電池系統(tǒng)的性能分析[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學發(fā)展研討會論文及論文摘要集[C];2011年

4 耿新華;;973項目-低價、長壽命新型光伏電池的基礎(chǔ)研究[A];中國太陽能學會2001年學術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

5 徐琴芳;忽滿利;李聽昕;趙佩;高平安;梁磊;向光華;孫浩;;光伏電池表面周期性微結(jié)構(gòu)減反特性分析與計算[A];2011西部光子學學術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

6 魏懷鑫;李艷青;唐建新;;有機光伏電池中的界面效應(yīng)研究[A];中國化學會第28屆學術(shù)年會第11分會場摘要集[C];2012年

7 景悅林;曹莉;;有機光伏電池進展[A];經(jīng)濟生活——2012商會經(jīng)濟研討會論文集（下）[C];2012年

8 苑舜;吳桐;蔡志遠;;基于Matlab/Simulink的光伏電池特性仿真研究[A];2012輸變電年會論文集[C];2012年

9 印壽根;楊利營;;聚合物薄膜光伏電池[A];2009年全國高分子學術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

10 印壽根;陳永勝;;石墨烯材料光伏電池的研究[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學術(shù)討論會摘要集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 方方;限制中國光伏電池產(chǎn)品將破壞全球清潔能源健康發(fā)展[N];中國經(jīng)濟導報;2012年

2 王菁　編譯;斯坦福大學團隊研發(fā)出自冷卻光伏電池[N];中國電力報;2014年

3 廣西 退休教師 趙春霆;光伏電池的應(yīng)用與實踐[N];電子報;2014年

4 中電科技集團公司第二研究所 杜海文邋張瑾;光伏電池設(shè)備：關(guān)注大尺寸 自動化[N];中國電子報;2007年

5 本報記者 李瞧　收集整理;拓日新能8.5億元投資光伏電池[N];中國工業(yè)報;2009年

6 劉鋼　黃國棟;奧地利開發(fā)出電動汽車專用光伏電池系統(tǒng)[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2010年

7 顧定槐　王曉嵐;霍尼韋爾推出晶硅光伏電池新材料[N];中國化工報;2010年

8 王佑;2010年我國光伏電池產(chǎn)量達8吉瓦[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2011年

9 記者 吳芳蘭　編輯 祝建華;拓日新能擬斥8.49億再建光伏電池生產(chǎn)線[N];上海證券報;2009年

10 邢佰英;拓日新能8.5億投資光伏電池[N];中國證券報;2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉成元;平面結(jié)構(gòu)有機無機雜化鈣鈦礦光伏電池界面層優(yōu)化[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2016年

2 張偉;光伏電池表面微結(jié)構(gòu)制備及其抗反射性能研究[D];江蘇大學;2012年

3 羅新澤;多酸/ZnO光伏電池的構(gòu)建和性能研究[D];東北師范大學;2012年

4 彭新村;銻化物熱光伏電池材料的MOCVD生長特性研究及其器件模擬[D];吉林大學;2010年

5 張彩珍;太陽能級硅（SOG-Si）光伏電池中多孔硅吸雜工藝及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法研究[D];蘭州大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 印晶;自動氣象站用太陽能高效控制系統(tǒng)的設(shè)計[D];南京信息工程大學;2015年

2 郭婷婷;光伏電池單二極管模型顯式建模方法研究[D];渤海大學;2015年

3 付營飛;基于MPPT控制器的光伏系統(tǒng)設(shè)計研究[D];長安大學;2015年

4 常琛;基于CFD模擬下太陽能光伏通風玻璃窗應(yīng)用于建筑的研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學;2015年

5 周華;采用自適應(yīng)區(qū)間擾動MPPT的光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究[D];蘇州大學;2015年

6 劉一欣;數(shù)字式光伏電池模擬器設(shè)計與實現(xiàn)[D];山東大學;2015年

7 王璐;具有MPPT功能的太陽能發(fā)電并網(wǎng)逆變器[D];燕山大學;2015年

8 李曉磊;CPC耦合PV/T系統(tǒng)設(shè)計及其熱電性能研究[D];華北電力大學;2015年

9 孫傳杰;便攜式光伏電源控制器及其關(guān)鍵技術(shù)[D];河北工業(yè)大學;2015年

10 王雅岑;微塵傳感環(huán)能回收裝置的研究[D];河北科技大學;2015年

，

本文編號：790413