【摘要】：隨著人類社會的發(fā)展，能源短缺的狀況愈發(fā)嚴(yán)重。太陽能作為一種清潔與可再生能源，越來越受到人們的青睞。由于光伏陣列輸出功率與電壓的非線性特性，具有最大功率點跟蹤（MPPT）功能的光伏逆變器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中顯得十分重要。目前常用的MPPT控制算法主要有：固定電壓法、擾動觀察法、電導(dǎo)增量法、模糊控制法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法以及陰影條件下的MPPT控制算法。 論文分析了光伏陣列的工作原理，得到光伏陣列的等效電路模型，并在Matlab/Simulink環(huán)境下對光伏陣列進(jìn)行仿真，得到在不同光照強(qiáng)度和環(huán)境溫度下光伏陣列的P-V、I-V輸出特性曲線。對局部陰影條件下的光伏陣列進(jìn)行建模，通過仿真得出最優(yōu)化的陰影分布方式。為光伏電站建設(shè)中光伏陣列的分布設(shè)計提供一定的依據(jù)。 為了拓寬光伏逆變器的工作電壓范圍，提出了寬輸入電壓范圍MPPT控制算法，其很好地解決了在光伏輸入電壓過高時傳統(tǒng)的MPPT控制算法失效的問題。該算法在光伏輸入電壓低于母線電壓參考值時擾動BOOST的占空比，高于直流母線電壓時擾動母線電壓參考值，并在臨界電壓附近設(shè)置滯環(huán)以避免控制算法頻繁切換。將局部陰影條件下光伏陣列多峰的問題考慮在內(nèi)，提出了改進(jìn)的MPPT控制算法，通過比較光伏輸入功率的等效值S pvi確定全局最大功率點所在的區(qū)域，在得到的區(qū)域內(nèi)采用寬輸入電壓范圍MPPT控制算法得到全局的最大功率點。 為了驗證本文所述改進(jìn)的MPPT控制算法的有效性，搭建了Matlab/Simulink光伏逆變器仿真模型；并且設(shè)計了一款3KW光伏逆變器作為實驗平臺。仿真和實驗結(jié)果驗證了MPPT控制算法在動態(tài)環(huán)境下可以有效地跟蹤最大功率點。
【圖文】：

1 緒論究背景與意義經(jīng)濟(jì)和社會的迅猛發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染已經(jīng)成為制兩大重要問題。因此人類必須在傳統(tǒng)的化石能源消耗殆盡。太陽能作為一種清潔與可再生能源，以其覆蓋范圍廣，等優(yōu)點受到人們的廣泛青睞[1]。目前對太陽能的利用主要和光伏利用三種方式[2]。光伏利用作為太陽能發(fā)電的一種的關(guān)注。圖 1.1 所示為從 2001 年至 2011 年全球光伏太陽近 10 年中光伏太陽能發(fā)電量呈指數(shù)增加。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文性地斷開工作電路來測量實時的開路電壓，從而導(dǎo)致(Perturb & Observe)是目前最常用的一種 MPPT 實現(xiàn)方法。其工作原理是最大功率點[8]。如圖 1-2 所示當(dāng)工作點在最大功率點左的增加（減�。⿻r其輸出功率相應(yīng)的增加（減�。�。因�。┎⑶夜夥敵龉β试黾樱p�。⿻r，當(dāng)前工作點電壓需要增加才能達(dá)到最大功率點；相反當(dāng)光伏輸出功率減小（增加）時，，證明當(dāng)前工作點在最大功率點才能達(dá)到最大功率點。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM464

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本文編號：2546440