發(fā)布時(shí)間：2017-04-27 08:13

  本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能光伏最大功率點(diǎn)跟蹤控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著當(dāng)今世界能源危機(jī)與環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,如何有效解決這兩者之間的矛盾,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展顯得愈發(fā)嚴(yán)峻。太陽(yáng)能作為新能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,因其儲(chǔ)量豐富可再生、清潔環(huán)保無(wú)污染,也不存在能源短缺的問(wèn)題,已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。然而太陽(yáng)能電池輸出具有非線性,易受外部環(huán)境因素的影響,因此對(duì)光伏電池進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制的研究,提高其發(fā)電效率顯得尤為重要。本文首先介紹了太陽(yáng)能電池工作原理及工作特性,然后根據(jù)其等效電路,利用輸出特性方程在ulinkMatlab/Sim環(huán)境下搭建了光伏電池工程用仿真模型,并根據(jù)仿真得到的輸出特性曲線,對(duì)最大功率點(diǎn)的變化規(guī)律進(jìn)行總結(jié)。接著對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤的工作原理及常用算法進(jìn)行介紹,在傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改進(jìn)算法——模糊邏輯控制算法和自適應(yīng)擾動(dòng)控制算法,分別搭建算法仿真模塊,仿真結(jié)果表明所提出的算法具有更好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。最后對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤控制器進(jìn)行設(shè)計(jì),先對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中幾種常用的直流變換器的工作原理進(jìn)行比較分析,選用Buck-Boost型變換器作為主電路,調(diào)壓范圍廣,并對(duì)模擬量采集模塊、PWM驅(qū)動(dòng)模塊、液晶顯示模塊、遠(yuǎn)程通信模塊等進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),使用Altium Design軟件繪制控制器的硬件電路,根據(jù)提出自適應(yīng)擾動(dòng)控制算法利用Keil編程軟件編寫(xiě)了相應(yīng)的控制程序,在上位機(jī)上使用Qt Creator軟件完成了監(jiān)測(cè)軟件的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。本文對(duì)Matlab環(huán)境下搭建的光伏電池仿真模型和算法的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)介紹,同時(shí)也詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)的MPPT控制器的硬件電路以及相應(yīng)的軟件程序,設(shè)計(jì)的控制器既可就地顯示光伏系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),還可以在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：獨(dú)立光伏系統(tǒng) 最大功率點(diǎn)跟蹤 模糊控制 自適應(yīng)擾動(dòng)控制 MatlabQt Creator
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP273;TM914.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展概況與研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第2章 光伏電池及其特性研究13-24
• 2.1 光伏電池的結(jié)構(gòu)及工作原理13-16
• 2.1.1 硅材料中的電子、空穴與P-N結(jié)13-14
• 2.1.2 光伏電池工作原理14-15
• 2.1.3 光伏電池的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)15-16
• 2.2 光伏電池的等效電路16-17
• 2.3 光伏陣列工程仿真模型建立17-21
• 2.4 光伏陣列的輸出特性21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法24-34
• 3.1 MPPT算法原理24-25
• 3.2 定電壓跟蹤法25-26
• 3.3 短路電流法26-27
• 3.4 擾動(dòng)觀察法27-28
• 3.5 電導(dǎo)增量法28-29
• 3.6 最優(yōu)梯度法29-31
• 3.7 模糊邏輯控制算法31-32
• 3.8 改進(jìn)的擾動(dòng)觀察法32-33
• 3.9 本章小結(jié)33-34
• 第4章 最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法實(shí)現(xiàn)34-59
• 4.1 DC-DC變換器34-41
• 4.1.1 升壓式變換器34-36
• 4.1.2 降壓式變換器36-37
• 4.1.3 升降壓式變換器37-39
• 4.1.4 庫(kù)克變換器39-40
• 4.1.5 幾種變換電路比較40-41
• 4.2 變換器參數(shù)設(shè)計(jì)41-42
• 4.3 MPPT控制方法仿真42-57
• 4.3.1 恒定電壓法仿真43-45
• 4.3.2 擾動(dòng)觀察法仿真45-48
• 4.3.3 模糊邏輯法控制仿真48-55
• 4.3.4 自適應(yīng)擾動(dòng)觀察法仿真55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第5章 最大功率點(diǎn)跟蹤控制器軟硬件設(shè)計(jì)59-80
• 5.1 硬件電路設(shè)計(jì)59-68
• 5.1.1 主電路設(shè)計(jì)60-62
• 5.1.2 控制芯片62-63
• 5.1.3 電源電路63-64
• 5.1.4 電壓電流采樣電路64-65
• 5.1.5 驅(qū)動(dòng)電路65-66
• 5.1.6 OLED顯示電路66
• 5.1.7 通訊電路66-67
• 5.1.8 工作指示電路67
• 5.1.9 直流負(fù)載供電電路67-68
• 5.2 軟件程序設(shè)計(jì)68-75
• 5.2.1 控制器軟件流程圖69-70
• 5.2.2 A/D轉(zhuǎn)換程序70-71
• 5.2.3 MPPT程序71-73
• 5.2.4 顯示程序73-74
• 5.2.5 通訊程序74-75
• 5.3 上位機(jī)軟件75-79
• 5.3.1 Qt軟件介紹75-76
• 5.3.2 編輯畫(huà)面76-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 總結(jié)與展望80-82
• 總結(jié)80-81
• 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86-87

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能光伏最大功率點(diǎn)跟蹤控制技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：330248