本文關(guān)鍵詞：基于MPPT控制器的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 光伏控制器 MPPT 光伏發(fā)電 Buck電路 增量電導(dǎo)法

【摘要】：光伏發(fā)電技術(shù)由于可將無污染、可再生的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為方便存儲(chǔ)的電能,因此在全球能源緊張和環(huán)境污染嚴(yán)重的今天,日益受到人們的關(guān)注和重視。然而,光伏發(fā)電一直面臨著轉(zhuǎn)換效率低的問題,因此對(duì)光伏發(fā)電的一個(gè)主要研究方向就是如何提高光伏電池的利用效率。最大功率跟蹤(MPPT:Maximum Power Point Tracking)技術(shù)是目前公認(rèn)的提高光伏電池效率的有效手段。本文對(duì)硬件電路和軟件進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于MPPT控制器的光伏發(fā)電系統(tǒng)。論文主要研究工作和成果包括以下方面:首先,從光伏電池的工作原理入手,對(duì)光伏電池的數(shù)學(xué)模型和輸出特性進(jìn)行了研究。利用在Matlab/Simulink平臺(tái)上搭建的光伏電池的仿真模型,分析外界環(huán)境對(duì)光伏電池的影響。同時(shí)構(gòu)建了擾動(dòng)觀測(cè)法、增量電導(dǎo)法以及Buck轉(zhuǎn)換電路的仿真模型,并進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果顯示增量電導(dǎo)法的跟蹤效果優(yōu)于擾動(dòng)觀測(cè)法,提高了光伏電池的輸出功率。其次,在基于MPPT控制器的光伏系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)中,采用Buck電路作為主電路,用MOSFET代替了傳統(tǒng)Buck電路中的續(xù)流二極管,在減少能耗的同時(shí)也解決了二極管散熱的問題。電路中利用AVR單片機(jī)對(duì)太陽(yáng)能電池輸出電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。軟件方面,采用增量電導(dǎo)法結(jié)合定電壓?jiǎn)?dòng)的方法實(shí)現(xiàn)快速高效的最大功率跟蹤。最后,構(gòu)建了基于MPPT控制器的光伏系統(tǒng),對(duì)設(shè)計(jì)的MPPT控制器硬件和軟件進(jìn)行了綜合調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,MPPT控制器對(duì)蓄電池充電正常。與普通充電控制器相比,MPPT控制器能將光伏電池的輸出功率最高提高6.88%。
【關(guān)鍵詞】：光伏控制器 MPPT 光伏發(fā)電 Buck電路 增量電導(dǎo)法
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容13
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)13-15
• 第二章 基于MPPT控制器的光伏系統(tǒng)建模與仿真15-35
• 2.1 光伏電池原理及等效電路15-18
• 2.1.1 光伏電池的工作原理15-16
• 2.1.2 光伏電池的等效電路16-18
• 2.2 光伏電池的仿真模型和特性曲線18-22
• 2.2.1 光伏電池的仿真模型18-19
• 2.2.2 光伏電池的仿真特性曲線19-22
• 2.3 光伏系統(tǒng)MPPT控制器的建模與仿真22-32
• 2.3.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成22-24
• 2.3.2 MPPT算法24-29
• 2.3.3 Buck斬波電路模型的搭建29-30
• 2.3.4 MPPT算法建模30-31
• 2.3.5 PWM模塊31
• 2.3.6 光伏系統(tǒng)整體仿真模型31-32
• 2.4 仿真結(jié)果與分析32-34
• 2.4.1 擾動(dòng)觀測(cè)法仿真結(jié)果32
• 2.4.2 增量電導(dǎo)法仿真結(jié)果32-33
• 2.4.3 仿真結(jié)果比較與分析33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 基于MPPT控制器的光伏系統(tǒng)硬件與軟件設(shè)計(jì)35-49
• 3.1 充電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案35-36
• 3.2 轉(zhuǎn)換電路硬件設(shè)計(jì)36-38
• 3.3 控制電路設(shè)計(jì)38-45
• 3.3.1 控制芯片38-39
• 3.3.2 驅(qū)動(dòng)電路39-40
• 3.3.3 采集電路40-42
• 3.3.4 充放電控制電路42-43
• 3.3.5 按鍵、顯示電路43-44
• 3.3.6 電源電路44-45
• 3.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)45-47
• 3.4.1 光伏系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)45-46
• 3.4.2 MPPT算法軟件設(shè)計(jì)46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析49-53
• 4.1 PCB板的設(shè)計(jì)49
• 4.2 光伏充電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路及實(shí)物圖49-50
• 4.3 蓄電池充電測(cè)試50-52
• 4.4 最大功率跟蹤效果測(cè)試52-53
• 結(jié)論53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果58-59
• 致謝59

【相似文獻(xiàn)】

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