發(fā)布時(shí)間：2020-10-23 19:04

　　 隨著能源危機(jī)愈加嚴(yán)重,可再生能源自然而然的引起了人們的關(guān)注,如何更好的發(fā)展可再生能源也成為了全球的課題。太陽能作為可再生能源之一因其具有清潔、儲(chǔ)量巨大等優(yōu)點(diǎn)而倍受青睞。光伏發(fā)電作為太陽能資源利用的主要形式之一具有取之不盡用之不竭、無需運(yùn)輸、可就地取材等優(yōu)點(diǎn),但光伏電池電壓、電流曲線具有非線性且時(shí)刻隨著光照、環(huán)境溫度等外界環(huán)境的變化而變化,因此如何快速、準(zhǔn)確的追蹤到光伏曲線的最大功率點(diǎn)是個(gè)亟待解決的問題。最大功率追蹤作為提高光伏電池轉(zhuǎn)換率必不可少的部分,對(duì)整個(gè)光伏系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。本文以最大限度利用太陽能資源為目標(biāo),研究了獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率追蹤算法。首先詳細(xì)介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要組成部分及分類,分析光伏電池工作原理,建立光伏電池等效工程數(shù)學(xué)模型及其等效電路,分析其輸出特性及數(shù)學(xué)解析表達(dá)式。其次對(duì)DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,對(duì)boost、buck、buck/boost、cuk四種常用的斬波電路的原理進(jìn)行詳細(xì)分析,并對(duì)相關(guān)公式進(jìn)行了推導(dǎo)。對(duì)MPPT經(jīng)典控制算法進(jìn)行了介紹,在對(duì)最大功率跟蹤原理分析的基礎(chǔ)上,對(duì)恒定電壓法、擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法和模糊控制法、滑模控制法等五種經(jīng)典算法進(jìn)行理論推導(dǎo)和分析,同時(shí)對(duì)電流掃描法、波動(dòng)控制法、負(fù)載電流/電壓最大法、滯環(huán)比較法等其他MPPT算法進(jìn)行簡要介紹,在此基礎(chǔ)上提出本文所用的基于拉格朗日線性插值功率預(yù)測的α算法,基于此算法對(duì)系統(tǒng)的軟硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì),通過TMS320F28335 DSP對(duì)MPPT系統(tǒng)的相關(guān)軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì),其中包括主程序的設(shè)計(jì)以及三個(gè)中斷程序的設(shè)計(jì),分別是保護(hù)中斷子程序、A/D中斷子程序和MPPT中斷子程序�；贒C/DC變換電路部分的硬件設(shè)計(jì),包括主電路的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、光伏電池輸出電壓、電流采樣電路的設(shè)計(jì)和AD保護(hù)電路的設(shè)計(jì)以及對(duì)電感、電容、電阻負(fù)載、MOSFET開關(guān)管等參數(shù)的選型和計(jì)算。最后通過MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)將本文算法與相關(guān)傳統(tǒng)算法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證本文算法的優(yōu)越性,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),計(jì)算實(shí)驗(yàn)參數(shù)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本文提出算法的優(yōu)越性。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM615
【部分圖文】：

工程碩士學(xué)位論文強(qiáng)度對(duì)開路電壓影響甚微。環(huán)境溫度主要影響開路電壓，當(dāng)光照強(qiáng)度越高開路電壓越小，與溫度呈反比趨勢，功率也越��；溫度低時(shí)，功率也相應(yīng)增大，而光照強(qiáng)度對(duì)短路電流影響甚微。光伏電池的統(tǒng)進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制的理論依據(jù)。??１０?！?＇?１?１—２＝°

制（ＰＷＭ）發(fā)生器產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制（ＰＷＭ）波。而以占空比為擾動(dòng)量的爬山法直接??經(jīng)脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制（ＰＷＭ）波從而實(shí)現(xiàn)最大功率追蹤。??擾動(dòng)觀察法的流程圖如圖３．３所示，其具體原理為：當(dāng)光伏陣列運(yùn)行在給定??工作點(diǎn)電壓［／＾時(shí)，采樣其電壓、電流值計(jì)算此控制周期的功率并在下一個(gè)控制??周期使光伏陣列運(yùn)行電壓在給定電壓ｔ／ｒｅ／的基礎(chǔ)之上增加或減少一個(gè)步長??即為擾動(dòng)量，Ａｔ／可為固定值也可為變化值，若ＡＣ／為固定值則為定步長??擾動(dòng)，若ＡＣ７為變化值則為變步長擾動(dòng)。采樣擾動(dòng)后控制周期的電壓和電流值，??并計(jì)算其功率，并與擾動(dòng)前控制周期的功率值相比較，若大于擾動(dòng)前功率值則沿??此方向繼續(xù)擾動(dòng)；反之向相反的方向擾動(dòng)。通過擾動(dòng)量增減不停的擾動(dòng)使得光伏??陣列工作點(diǎn)最終向最大功率點(diǎn)靠近，但由于外界溫度、光照等環(huán)境因素的變化導(dǎo)??致參考電壓的變化從而使系統(tǒng)無法穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)，出現(xiàn)在最大功率點(diǎn)來回振??蕩的情況，造成功率的損失和振蕩的出現(xiàn)。且在光照強(qiáng)度發(fā)生快速變化時(shí)，導(dǎo)致??誤判的發(fā)生使得判斷得到錯(cuò)誤的跟蹤方向。???］［???采樣Ｕ（ｋ）、Ｉ（ｋ）???；ｒ???計(jì)算?Ｐ（ｋＨＪ（ｋ）＊ｌ（ｋ）??Ｙ?Ｎ??ｒ??＜＞ｋ）＾Ｐ（ｋ－ｉ）ｐ＊?ｎ??Ｕｉｅｆ＝Ｕｉｅｆ＋?ＡＴＴ?Ｕｒｅ＾Ｕｒｅｆ－ＡＵ?Ｕｒｅｆ＾Ｕｒｅｆ＋ＡＵ??圖３．３擾動(dòng)觀察法算法流程圖??擾動(dòng)觀察法具有原理簡單、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)

管的反向飽和電流，ｑ是電子電荷（１．６０２ｘ１（Ｔｉ９Ｃ），Ａ是玻爾茲曼常數(shù)（１．３８ｘｌ〇＿２３Ｊ／／：），Ｔ（Ｋｅｌｖｉｎ溫度）是ＰＮ結(jié)照和溫度下的Ｖ－Ｉ曲線和Ｐ－Ｉ曲線可得，最大功率點(diǎn)處的將式（４．９）代入式（４．６），式（４．６）可簡化為：??＾?＝?Ｃ／ｍ，?＾?１?ＸＲＳ＝０召＝」一ＡｋＴ??小，忽略其值則式（４．１０）可簡化為：??［／?＝?１?上?＾?Ｂ（Ｉｐｈ－ＩＰＶ＋Ｉ０）??￣ＢＵ￣?＋?Ｉｐｒ?＝Ｉ〇?＋?ＩＰｈ?＝ａ的左邊為ａ，相比于直接追蹤功率，追蹤《具有與占空３００＂?＇?’：?；?：??１０００Ｗ／ｍａｎｄＴ＝２５°Ｃ??
【參考文獻(xiàn)】

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1 劉美;;一種MPPT控制方法的應(yīng)用與仿真研究[J];電力電子技術(shù);2012年06期

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本文編號(hào)：2853423