本文關(guān)鍵詞：局部陰影下光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制仿真研究

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【摘要】：對于中小型光伏系統(tǒng),存在比較難以避免的局部陰影遮擋,使其工作環(huán)境變得愈發(fā)復(fù)雜,導(dǎo)致多個極值點出現(xiàn)在光伏電池輸出電壓和輸出功率曲線上,傳統(tǒng)最大功率點跟蹤控制方法的誤判可能使功率點陷入局部最優(yōu)。解決該條件下的最大功率點跟蹤需要一種有效的控制策略,光照變化下光伏系統(tǒng)仿真平臺的搭建有舉足重輕的意義。本論文以搭建光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制仿真平臺為目標(biāo),在Matlab/Simulink環(huán)境中建立擾動觀察法、自整定模糊PID、粒子群算法及其改進算法共計四種方法的模型。對光伏電池的原理、模型以及輸出特性進行分析的基礎(chǔ)上,驗證了光伏電池仿真模型的正確性和有效性。搭建均勻光照和局部陰影下光伏陣列的仿真模型,分析并驗證了單峰和多峰功率曲線的產(chǎn)生原理與分布規(guī)律,改良設(shè)計光伏陣列,有利于研究復(fù)雜陰影條件下光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點的追蹤控制策略。光伏系統(tǒng)重要技術(shù)之一是最大功率點跟蹤控制。本文在均勻光照下,提出了一種自整定模糊PID方法。與傳統(tǒng)控制算法相比,模糊控制特別適于數(shù)學(xué)模型未知、復(fù)雜的非線性系統(tǒng),PID控制可有效消除工作點處的振蕩現(xiàn)象且易實現(xiàn),因此本文將這兩種方法進行結(jié)合。與擾動觀察法進行對比試驗,結(jié)果表明該方法比傳統(tǒng)算法平均快0.05s進入穩(wěn)態(tài),其輸出功率波動范圍比傳統(tǒng)算法平均少±5w,讓光伏系統(tǒng)平穩(wěn)工作于最大功率點處,且動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)良。在局部陰影下,了解傳統(tǒng)粒子群算法的原理、流程等之后,提出一種改進粒子群算法跟蹤控制的理論流程,并與光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤策略緊密聯(lián)系,搭建局部陰影下的仿真平臺。與傳統(tǒng)控制方法進行對比實驗,結(jié)果表明在雙峰、三峰功率曲線下,其功率跟蹤誤差率可控制在0.29%-0.46%,在復(fù)雜多峰功率曲線下可使誤差率小于1%,調(diào)節(jié)時間平均小于0.04s,驗證了該改進的粒子群算法在應(yīng)用中良好的跟蹤性能,使光伏系統(tǒng)輸出效率得到了有效提升。
【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) 最大功率點跟蹤 局部陰影情況 自整定模糊PID 粒子群算法
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題研究背景及意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 光伏陣列硬件結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理及應(yīng)用問題18-34
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、運行及應(yīng)用18-23
• 2.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成18-21
• 2.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行方式21-22
• 2.1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用22-23
• 2.2 光伏電池的原理、模型及特性23-28
• 2.2.1 光伏電池的工作原理23-25
• 2.2.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.2.3 光伏電池的輸出特性27-28
• 2.3 光伏陣列的工程用數(shù)學(xué)模型28-30
• 2.4 光伏陣列的局部陰影問題30-32
• 2.4.1 局部陰影的產(chǎn)生與危害30
• 2.4.2 熱斑效應(yīng)及解決辦法30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 均勻光照下MPPT方法研究與系統(tǒng)仿真34-64
• 3.1 常規(guī)的MPPT控制方法34-40
• 3.1.1 恒定電壓跟蹤法34-35
• 3.1.2 擾動觀察法35-37
• 3.1.3 電導(dǎo)增量法37-38
• 3.1.4 模糊邏輯控制38-40
• 3.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成模塊及其仿真40-50
• 3.2.1 光伏電池模塊40-43
• 3.2.2 DC/DC變換器模塊43-45
• 3.2.3 脈寬調(diào)制器模塊45-47
• 3.2.4 MPPT控制器模塊47-48
• 3.2.5 光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真平臺的建立48-50
• 3.3 均勻光照下自整定模糊PID的MPPT50-63
• 3.3.1 PID控制法50-51
• 3.3.2 模糊邏輯控制的MPPT51-54
• 3.3.3 自整定模糊PID控制法54-57
• 3.3.4 自整定模糊PID的MPPT仿真實驗研究57-63
• 3.4 本章小結(jié)63-64
• 第4章 局部陰影下光伏陣列輸出特性分析64-74
• 4.1 光伏陣列的多峰模型及其建模64-67
• 4.1.1 光伏陣列的多峰模型64-66
• 4.1.2 光伏陣列建模方法分析66-67
• 4.2 局部陰影下光伏陣列的輸出特性分析67-72
• 4.2.1 帶二極管的光伏陣列輸出特性分析67-69
• 4.2.2 不同陰影分布的輸出特性分析69-72
• 4.3 光伏陣列的優(yōu)化設(shè)計72-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第5章 局部陰影下GMPPT方法研究與系統(tǒng)仿真74-90
• 5.1 常規(guī)的GMPPT控制方法74
• 5.2 粒子群優(yōu)化算法74-76
• 5.2.1 算法的基本原理74-75
• 5.2.2 算法的設(shè)計流程75
• 5.2.3 算法在GMPPT中的應(yīng)用分析75-76
• 5.3 改進的粒子群算法76-80
• 5.3.1 算法的基本原理77-78
• 5.3.2 算法的設(shè)計流程78-79
• 5.3.3 算法的比較分析79
• 5.3.4 算法在GMPPT中的應(yīng)用分析79-80
• 5.4 局部陰影下改進粒子群算法的GMPPT系統(tǒng)仿真80-88
• 5.4.1 光伏陣列模塊的建立80-81
• 5.4.2 GMPPT控制器模塊的建立81-82
• 5.4.3 算法的仿真實驗82-84
• 5.4.4 算法的比較分析84-85
• 5.4.5 光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真與分析85-88
• 5.5 本章小結(jié)88-90
• 第6章 總結(jié)與展望90-92
• 6.1 總結(jié)90-91
• 6.2 展望91-92
• 致謝92-94
• 參考文獻94-102
• 附錄A： 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及專利102-104
• 附錄B： 部分源代碼104-106

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐政;何少強;李友春;;獨立太陽能揚水系統(tǒng)的最大功率點跟蹤方法[J];太陽能學(xué)報;2008年02期

2 袁路路;蘇海濱;武東輝;劉強;;基于模糊理論的光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制策略研究[J];電力電子;2009年01期

3 馬yN煒;俞俊杰;吳國祥;陳國呈;;雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2009年04期

4 袁路路;蘇海濱;武東輝;劉強;;基于模糊理論的光伏發(fā)電最大功率點跟蹤控制策略研究[J];電力學(xué)報;2009年02期

5 吳國祥;陳國呈;俞俊杰;蔚蘭;馬yN煒;;變速恒頻風(fēng)力發(fā)電最大功率點跟蹤控制[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年04期

6 唐渝;趙莉華;;光伏發(fā)電的最大功率點跟蹤控制[J];電源世界;2010年06期

7 陳毅東;楊育林;王立喬;賈志云;趙巍;萬承寬;;風(fēng)力發(fā)電最大功率點跟蹤技術(shù)及仿真分析[J];高電壓技術(shù);2010年05期

8 黃克亞;;獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤原理分析及仿真研究[J];電工電氣;2011年02期

9 殷明慧;蒯狄正;李群;張小蓮;鄒云;;風(fēng)機最大功率點跟蹤的失效現(xiàn)象[J];中國電機工程學(xué)報;2011年18期

10 袁愛瑞;張振娟;王強;;雙門限值變步長光伏最大功率點跟蹤[J];南通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

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1 張超;何湘寧;;一種新型的光伏最大功率點跟蹤拓?fù)鋄A];浙江省電源學(xué)會第九屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

2 胡希文;張建文;王剛;卓自明;;一種用于光伏系統(tǒng)的改進型最大功率點跟蹤方法[A];第十八屆全國煤礦自動化學(xué)術(shù)年會中國煤炭學(xué)會自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

3 孫亞寧;;獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制[A];紀(jì)念中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會（CSAE 2009）論文集[C];2009年

4 周建萍;朱建萍;;自適應(yīng)變步長電導(dǎo)增量法的最大功率點跟蹤控制的研究[A];智能化電站技術(shù)發(fā)展研討暨電站自動化2013年會論文集[C];2013年

5 王飛;趙彥;周毅人;余世杰;沈玉梁;;太陽能光伏水泵的控制研究[A];第八屆全國電技術(shù)節(jié)能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

6 譚理華;張興;陳歡;孫龍林;;爬山法誤判現(xiàn)象的分析研究[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

7 劉劍;李建林;潘磊;周謙;許洪華;;最大風(fēng)能捕獲策略研究[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

8 李建林;;最大風(fēng)能捕獲控制研究[A];第九屆全國電技術(shù)節(jié)能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

9 張先飛;鄭建勇;胡敏強;梅軍;劉順炮;;基于模糊控制的太陽能電池最大功率點跟蹤研究[A];2006中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

10 蘇剛;龔?fù)?潘雷;高瑞;王貝貝;;基于OIF-Elman網(wǎng)絡(luò)的光伏電源最大功率點跟蹤方法研究[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

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1 張小蓮;風(fēng)機最大功率點跟蹤的湍流影響機理研究與性能優(yōu)化[D];南京理工大學(xué);2014年

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1 董麗娜;獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 林坤;光伏發(fā)電自動跟蹤及MPPT控制的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 沈嘉棋;局部陰影下的光伏最大功率點跟蹤控制研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

4 謝明達(dá);并網(wǎng)光伏特性及其對電網(wǎng)影響研究[D];云南師范大學(xué);2015年

5 梁曉莉;光伏發(fā)電多峰最大功率點跟蹤（MPPT）控制方法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

6 高玉;分布式光伏直流電源及并網(wǎng)輸電控制研究[D];河北科技大學(xué);2015年

7 馬巖;不均勻光照下光伏陣列最大功率點跟蹤與熱斑檢測[D];重慶大學(xué);2015年

8 蘇文亮;基于最大功率點跟蹤控制算法的光伏充電系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā)[D];浙江理工大學(xué);2016年

9 尹濤;太陽能光伏最大功率點跟蹤控制技術(shù)研究[D];青島科技大學(xué);2016年

10 陳陽;局部陰影下最大功率點跟蹤算法的研究[D];廣西科技大學(xué);2015年

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