本文關(guān)鍵詞：高速公路光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤的智能控制研究

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【摘要】：近年來,我國高速公路建設(shè)發(fā)展迅速,高速公路里程不斷增加,很多項(xiàng)目沿線為供電困難的山區(qū)地帶,如何有效地控制能源消耗以及合理利用可再生能源成為公路建設(shè)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展,人們開始將其應(yīng)用到高速公路的工程建設(shè)中。光伏發(fā)電技術(shù)廣泛應(yīng)用于高速公路沿線機(jī)電設(shè)備的供電系統(tǒng)以及高速公路隧道照明的供電系統(tǒng)中。最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)技術(shù)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,對于提高系統(tǒng)的整體效率有著極其重要的作用。因此,本文的主要研究目的是優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)效率,提高太陽能利用率,以光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制技術(shù)為研究主線,展開了與之相關(guān)的理論和仿真實(shí)驗(yàn)研究。本文首先簡要闡述了國內(nèi)外的光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用發(fā)展情況以及MPPT技術(shù)的研究情況。利用Matlab軟件建立了光伏電池模型并對其輸出特性進(jìn)行了仿真研究,分析了不同溫度和光照強(qiáng)度對光伏電池的最大輸出功率的影響。本文對常用的擾動(dòng)觀察法和電導(dǎo)增量法的控制原理進(jìn)行了詳細(xì)分析,并搭建了MPPT控制模型進(jìn)行仿真研究。同時(shí),重點(diǎn)闡述了幾種常用的智能控制方法的工作原理,如模糊控制、遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。針對光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制中,采用常規(guī)模糊控制法存在量化、比例因子人工整定困難,控制系統(tǒng)自適應(yīng)性差等問題,提出了一種智能集成控制方法。該方法首先采用改進(jìn)遺傳算法來獲取量化、比例因子的初始值。其次,為克服常規(guī)模糊控制器在控制過程中量化、比例因子的值始終固定而導(dǎo)致其自適應(yīng)性差,光伏MPPT性能下降的缺陷,在常規(guī)一級模糊控制器的基礎(chǔ)上增加二級模糊參數(shù)自調(diào)整器,采用二級模糊推理的方式對這些初始值進(jìn)行在線調(diào)節(jié)。最后,為加快量化、比例因子等參數(shù)調(diào)節(jié)的快速性,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)記憶二級模糊推理規(guī)則,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模并行處理能力,快速地對常規(guī)模糊控制器的量化、比例因子等參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)、在線調(diào)節(jié)。簡要分析了幾種常用的DC-DC變化電路特點(diǎn),通過比較分析本文選擇Boost電路。在Matlab/Simulink中搭建基于智能集成控制法、常規(guī)模糊控制法以及電導(dǎo)增量法的光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制仿真模型,并在標(biāo)準(zhǔn)情況下、動(dòng)態(tài)光照情況以及動(dòng)態(tài)溫度情況下,對三種最大功率點(diǎn)跟蹤算法進(jìn)行仿真、分析、比較研究。仿真結(jié)果表明智能集成控制方法跟蹤的最大功率值最大、響應(yīng)快且穩(wěn)態(tài)性能好。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所述方法的優(yōu)越性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：高速公路 光伏發(fā)電 MPPT 智能集成控制
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615;U417
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 選題背景及意義9-11
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展11-14
• 1.2.1 世界光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展11-13
• 1.2.2 中國光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展13-14
• 1.3 最大功率點(diǎn)跟蹤的目的和意義以及研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 最大功率點(diǎn)跟蹤的目的和意義14-15
• 1.3.2 最大功率點(diǎn)跟蹤控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 光伏電池建模和輸出特性分析17-25
• 2.1 光伏電池的工作原理17-18
• 2.2 光伏電池的模型18-22
• 2.2.1 光伏電池的等效電路18-19
• 2.2.2 光伏電池的實(shí)用工程數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.2.3 光伏電池仿真模型21-22
• 2.3 光伏電池的輸出特性22-24
• 2.3.1 不同光照強(qiáng)度下的輸出特性22
• 2.3.2 不同溫度下的輸出特性22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 經(jīng)典MPPT控制算法25-31
• 3.1 MPPT原理25-26
• 3.2 經(jīng)典MPPT控制方法26-30
• 3.2.1 擾動(dòng)觀察法（P&O）26-28
• 3.2.2 電導(dǎo)增量法（INC）28-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 MPPT智能集成控制研究31-46
• 4.1 智能控制理論31-36
• 4.1.1 模糊控制原理31-32
• 4.1.2 遺傳算法原理32-34
• 4.1.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理34-36
• 4.2 系統(tǒng)總體控制結(jié)構(gòu)36
• 4.3 控制策略的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)36-45
• 4.3.1 一級模糊控制器36-39
• 4.3.2 改進(jìn)遺傳算法優(yōu)化一級模糊控制器39-42
• 4.3.3 二級模糊參數(shù)自調(diào)整器42-43
• 4.3.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)自調(diào)整器43-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 第五章 基于智能集成控制的MPPT仿真實(shí)驗(yàn)與分析46-63
• 5.1 DC/DC變換電路46-48
• 5.1.1 DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)46-47
• 5.1.2 Boost電路47-48
• 5.2 Boost電路參數(shù)選擇48-49
• 5.2.1 儲(chǔ)能電感L的選擇48-49
• 5.2.2 濾波電容C的選擇49
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图皡?shù)設(shè)置49-50
• 5.4 標(biāo)準(zhǔn)情況下的仿真實(shí)驗(yàn)及分析50-51
• 5.5 動(dòng)態(tài)光照下的仿真實(shí)驗(yàn)及分析51-56
• 5.5.1 光照度突然上升情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)51-52
• 5.5.2 光照度突然下降情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)52-54
• 5.5.3 光照度緩慢上升情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)54-55
• 5.5.4 光照度緩慢下降情況下的對比實(shí)驗(yàn)55-56
• 5.6 動(dòng)態(tài)溫度下的仿真實(shí)驗(yàn)及分析56-61
• 5.6.1 溫度突然上升情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)56-57
• 5.6.2 溫度突然下降情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)57-58
• 5.6.3 溫度緩慢上升情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)58-60
• 5.6.4 溫度緩慢下降情況下的對比仿真實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.7 本章小結(jié)61-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果70

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：851122