本文關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏逆變器的MPPT算法優(yōu)化研究

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【摘要】：人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)以來,新能源發(fā)展掀起了一場轟轟烈烈的革命,其發(fā)展及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的速度超出我們的想象,目前其正處在全面爆發(fā)的前夜。從新能源經(jīng)濟(jì)成本發(fā)展來看,新能源利用及使用成本正在逐漸逼近傳統(tǒng)能源使用成本,這正是新能源革命全面爆發(fā)的一個(gè)臨界點(diǎn),也是判斷的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì),最近五年太陽能發(fā)電成本正在快速下降,速度高達(dá)每年10%的左右,僅2015年上半年,全球光伏發(fā)電每兆瓦平均成本從129美元降至122美元,中國太陽能發(fā)電每兆瓦平均成本降至109美元,每度電發(fā)電成本約合0.7元,與此同時(shí)全球煤炭發(fā)電成本再不斷上升,在未來3至5年內(nèi),火電相比于太陽能光伏發(fā)電的成本優(yōu)勢將不復(fù)存在。一旦以太陽能為代表的新能源革命爆發(fā),其不僅僅意味著能源替代的革命,還將引發(fā)人類社會(huì)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)更新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境治理、生活方式等全方位的變革。在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中,光伏電池組件的光照不均和局部遮陰等常見現(xiàn)象是不可避免的,陣列失配現(xiàn)象將伴隨著系統(tǒng)必然產(chǎn)生,這不僅會(huì)影響整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出,同時(shí)會(huì)引發(fā)安全和可靠性問題。在這種情況下,常規(guī)最大功率點(diǎn)跟蹤算法極易失效,將太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率極大的降低。本文就是針對太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)所處的現(xiàn)實(shí)環(huán)境下,深入探討研究了太陽能光伏陣列的P-V特性,以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出最大化為目的,對光伏太陽能陣列的輸出最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤控制。同時(shí),本文分析,研究和比較了幾種傳統(tǒng)MPPT控制算法,如:恒定電壓控制法,擾動(dòng)觀測法,導(dǎo)納增量法,基于梯度的導(dǎo)納增量法等,優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)有的最大功率點(diǎn)跟蹤的控制算法,在100k W逆變器工程樣機(jī)上實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)納增量法,試驗(yàn)的結(jié)果表明這種算法可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)最大功率點(diǎn)控制方法工程實(shí)現(xiàn)的缺陷,該項(xiàng)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。其次,以并網(wǎng)100k W發(fā)電系統(tǒng)的要求,給出并實(shí)現(xiàn)了100k W并網(wǎng)逆變器的總體設(shè)計(jì)方案,并對該系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡明扼要的介紹。在此方案上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)逆變器的硬件電路,采用DSP芯片TMS320F28335來控制整個(gè)并網(wǎng)逆變器。在此基礎(chǔ)上完成了控制方案中太陽能光伏電池的輸出電壓以及輸出的電流采集檢測的硬件設(shè)計(jì),最終在此基礎(chǔ)上,控制芯片輸出合適的PWM信號完成對整臺(tái)100k W光伏逆變器的工程實(shí)現(xiàn)。測試結(jié)果表明,并網(wǎng)逆變器的軟件算法、硬件實(shí)現(xiàn)都滿足既定設(shè)計(jì)要求,更正確、快速的追蹤到光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)是優(yōu)化后的MPPT算法的優(yōu)勢,這為進(jìn)一步逆變器控制算法的研究,提供了很大的參考技術(shù)價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM464;TM615

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本文編號：1148067