光伏發(fā)電被認(rèn)為是當(dāng)前世界上最具有發(fā)展前景的新能源技術(shù),但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換效率低,制約其廣泛應(yīng)用。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,光伏陣列不可避免地會(huì)遇到陰影遮擋的問(wèn)題,導(dǎo)致輸出功率大幅下降,造成失配現(xiàn)象�，F(xiàn)有的解決失配現(xiàn)象的方法一般是并聯(lián)旁路二極管,但旁路二極管導(dǎo)通會(huì)導(dǎo)致部分正常光照下的組件被旁路,造成不必要的功率損失;而且并聯(lián)旁路二極管會(huì)導(dǎo)致光伏陣列輸出特性的多峰現(xiàn)象,給最大功率點(diǎn)跟蹤增加難度,加劇功率損失。如何減小光伏陣列功率損失,是提高光伏陣列效率的關(guān)鍵問(wèn)題之一。本文以提高實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中光伏陣列的發(fā)電效率為主題,針對(duì)光伏陣列的輸出特性、重構(gòu)策略及最大功率點(diǎn)跟蹤三個(gè)方面展開深入的研究。論文首先分析了復(fù)雜光照條件下光伏組件和光伏陣列的輸出特性,總結(jié)了光伏陣列最大功率點(diǎn)分布規(guī)律,并給出了局部最大功率點(diǎn)電流電壓表達(dá)式,并在Matlab/Simulink仿真工具進(jìn)行仿真驗(yàn)證。基于輻照平衡原理,論文提出了基于多背包問(wèn)題求解(Multi-Knapsack Problem Solving,MKPS)的光伏陣列重構(gòu)策略,將光伏陣列重構(gòu)問(wèn)題歸于多背包問(wèn)題,提出了新的目標(biāo)函數(shù)和邊界條件,并利用高級(jí)人工魚群算法對(duì)多背包問(wèn)題進(jìn)行求解,提高了算法速度和精度。通過(guò)仿真驗(yàn)證,基于多背包問(wèn)題求解的光伏陣列重構(gòu)策略有效地提高了光伏陣列輸出功率。輻照平衡原理目的是平衡拓?fù)涔?jié)點(diǎn)處的輻照大小,減小部分陰影產(chǎn)生的電流限制,使每個(gè)光伏組件都工作在最大工作點(diǎn)。但分析可知,在某些陰影條件下,將陰影遮蔽嚴(yán)重的組件退出運(yùn)行更有利于光伏陣列輸出功率提高。所以論文對(duì)基于多背包問(wèn)題求解的光伏陣列重構(gòu)策略進(jìn)行優(yōu)化,提出改進(jìn)的MKPS光伏陣列重構(gòu)策略。改進(jìn)的MKPS重構(gòu)策略不僅可以提高光伏陣列輸出功率,并且可以大致確定陣列最大功率點(diǎn)電壓,大大簡(jiǎn)化最大功率點(diǎn)跟蹤控制。最后本文基于改進(jìn)的MKPS重構(gòu)策略,提出一種自適應(yīng)光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤策略。光伏陣列輸出特性在最大功率點(diǎn)附近范圍內(nèi)呈現(xiàn)單峰特性,在復(fù)雜陰影條件下,光伏陣列經(jīng)改進(jìn)的MKPS重構(gòu)策略重構(gòu)后,可以近似確定其最大功率點(diǎn)電壓。本文利用恒壓法將電壓定位在近似的最大功率點(diǎn)電壓,然后利用干擾觀測(cè)法小范圍內(nèi)搜索最大功率點(diǎn)。通過(guò)仿真驗(yàn)證,自適應(yīng)最大功率點(diǎn)跟蹤策略結(jié)合改進(jìn)的MKPS重構(gòu)策略,在復(fù)雜光照下能快速準(zhǔn)確地跟蹤最大功率點(diǎn),減小光伏陣列功率損失。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM615
【部分圖文】：

??＾電Ｓ采樣信號(hào)??圖２．２光伏陣列測(cè)量原理圖??基于以上光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型和等效電路，在Ｍａｔｌａｂ環(huán)境下，利用ｓｉｍｕｌｉｎｋ??模塊，對(duì)光伏電池進(jìn)行仿真分析。本文仿真分析采用ＢＰ４１７０光伏組件，額定輸??出功率１７０Ｗ，此組件的關(guān)鍵參數(shù)（溫度２５°Ｃ）如表１所示，一個(gè)組件中串聯(lián)??電池?cái)?shù)為７２。對(duì)電池的仿真分析�。拢校矗保罚敖M件中的一個(gè)電池。??表１?ＢＰ４１７０光伏組件廠家參數(shù)??電池?ＰｍＡＶ?Ｕｍ／Ｖ?Ｉｍ／Ａ?ＵＱＣ／Ｖ?Ｉｓｃ／Ａ?ＦＦ?（填充因數(shù)）／％??參數(shù)?２．３６?０．４９４?４．８?０．６１?５．３?７４．１２???圖２．３所示為溫度Ｔ＝２５°Ｃ且光照條件分別為Ｓ＝ｌｋＷ／ｍ２、０．８ｋＷ／ｍ２、??０．６ｋＷ／ｍ２和０．４ｋＷ／ｍ２時(shí)，太陽(yáng)能電池的Ｉ－Ｖ、Ｐ－Ｖ特性曲線。圖２．４所示為光??照條件Ｓｒｅｆ＝ｌｋＷ／ｍ２，溫度分別為Ｔ＝１５°Ｃ、２５°Ｃ、３５°Ｃ和４５°Ｃ下的光伏電池Ｉ－Ｖ、??Ｐ－Ｖ特性曲線。??＞１?—二■?￣￣—ｆ?＇｜￣￣???????４．５?－?ｆｔｔｉＶ．ｉｓＪ??？？?２￥??ｓ－ｆｌｅｗｗ?－落，??４?■?％?０?ｔｋＷＪｍｉ??３????．５?２５?．?｜?ＩＳ?．?—．—??１?ｌｉ????＼?ｉ?１?Ｍ?鼷?Ｚ?．??１?Ｓ＝１ｋＷ?此２?＼?ｉ?９ｉ???Ｓ＝Ｃ?？ｗｒｍ２?＇?．?？??０．Ｓ??ｓ＝ｃ?６ｋＷ．ｍ２?｜?ｉ?二－－一’??Ｉ?Ｓ＝０ＷＶ＇ｆｎ２?．?．?，丨．丨１?〇Ｕ－?－?＇?￣???

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?（ｂ）不同溫度下Ｐ－Ｖ特性曲線??圖２．４不同溫度下卜Ｖ和Ｐ－Ｖ特性曲線??由圖２．３和圖２．４所示的Ｐ－Ｖ曲線可得，環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度是影響光伏電??池輸出功率的兩個(gè)主要因素，電流隨光照強(qiáng)度影響比較大，電壓受溫度影響比較??大。光伏電池Ｐ－Ｖ特性曲線呈單峰特性。??當(dāng)光伏電池所處環(huán)境溫度不變時(shí)，光伏電池的輸出電流可用下式表示：??？／＝々／〇?（２．１）??式中，ｋ＝Ｇ／Ｇ〇為光照系數(shù)，Ｇ為光伏電池實(shí)際運(yùn)行時(shí)的光照強(qiáng)度，Ｇ〇為標(biāo)??準(zhǔn)光強(qiáng)，１〇為標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的光伏電池輸出電流。??２丄２失配現(xiàn)象與熱斑艦??在均勻光照下，光伏陣列的工作狀態(tài)是所有電池共同對(duì)負(fù)載輸出能量，而當(dāng)??光伏陣列局部被陰影遮擋時(shí)，光伏電池光照不同，輸出特性產(chǎn)生差異，光伏組件??的總輸出電流被光照強(qiáng)度最低的電池所限制，從而導(dǎo)致多個(gè)電池串并聯(lián)后的輸出??功率小于各個(gè)光伏電池輸出功率之和
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2840258