基于果蠅優(yōu)化算法的多峰值光伏最大功率跟蹤控制策略研究

【摘要】：在光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際工程應(yīng)用中,光伏陣列的表面很容易出現(xiàn)局部遮擋現(xiàn)象。當(dāng)光伏陣列處于局部陰影遮擋時(shí),不同陰影遮擋方式下輸出特性曲線規(guī)律不同,傳統(tǒng)的跟蹤方法容易陷入局部最大值,因此本文具體研究了光伏陣列在不同陰影遮擋情況下的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)結(jié)果。本文對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究。(1)通過(guò)分析光伏電池的物理工作原理,建立光伏陣列的數(shù)學(xué)模型和工程模型,在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出適用于局部陰影下的數(shù)學(xué)模型。在Matlab/Simulink建立了光伏陣列仿真模型,得到不同遮擋模式下光伏陣列的U-I和U-P輸出特性曲線,在此基礎(chǔ)上總結(jié)了U-P多峰值曲線的分布規(guī)律,并提出光伏陣列在安裝和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的問(wèn)題。(2)分析并對(duì)比了光伏陣列在不同情況的幾種MPPT控制方法。本文詳細(xì)地介紹了果蠅算法的原理、目前應(yīng)用領(lǐng)域和算法步驟,在該算法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,經(jīng)過(guò)測(cè)試函數(shù)驗(yàn)證,改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法尋優(yōu)性能更好,全局收斂速度更快。(3)在Matlab/Simulink中搭建了5.5KW光伏發(fā)電系統(tǒng)模型,分析了在正常光照、不同局部遮擋模式情況下光伏陣列的輸出峰值情況,釆用粒子群算法與改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法進(jìn)行跟蹤對(duì)比,驗(yàn)證了改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法具有良好的收斂性和準(zhǔn)確性,得出了改進(jìn)的果蠅算法能夠有效地提高多峰值的光伏陣列輸出功率結(jié)論。 【關(guān)鍵詞】：光伏陣列 多峰值 光伏最大功率跟蹤 Matlab/Simulink 改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 選題的背景和意義10-12
• 1.1.1 選題的來(lái)源10
• 1.1.2 選題的背景和意義10-12
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 光伏電池研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 光伏陣列研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 光伏最大功率跟蹤方法的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 光伏發(fā)電技術(shù)存在的問(wèn)題19
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)原理研究21-33
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述21-23
• 2.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)原理21
• 2.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)21-23
• 2.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型分析23-27
• 2.2.1 光伏電池等效模型23-26
• 2.2.2 光伏電池的工程模型26-27
• 2.3 光伏陣列數(shù)學(xué)模型研究27-32
• 2.3.1 正常光照下光伏陣列數(shù)學(xué)模型28-29
• 2.3.2 局部陰影下光伏陣列模型29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 局部陰影下光伏陣列輸出特性曲線研究與仿真33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 正常光照下光伏陣列輸出特性曲線研究33-36
• 3.2.1 不同溫度情況下光伏組件特性曲線33-35
• 3.2.2 不同光照下光伏組件的輸出特性曲線35
• 3.2.3 仿真分析35-36
• 3.3 陰影下光伏陣列輸出特性曲線研究36-43
• 3.3.1 不同遮擋模式對(duì)光伏陣列影響36-42
• 3.3.2 旁路二極管數(shù)目影響42-43
• 3.4 光伏陣列優(yōu)化設(shè)計(jì)43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法在光伏MPPT工程中的應(yīng)用45-71
• 4.1 光伏陣列最大功率跟蹤基本原理45-46
• 4.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤算法46-50
• 4.2.1 均勻光照下的最大功率跟蹤算法46-49
• 4.2.2 局部陰影下光伏最大功率跟蹤49-50
• 4.3 果蠅優(yōu)化算法在光伏MPPT中應(yīng)用及改進(jìn)分析50-59
• 4.3.1 果蠅優(yōu)化算法原理50-51
• 4.3.2 果蠅優(yōu)化算法應(yīng)用51-52
• 4.3.3 果蠅優(yōu)化算法計(jì)算步驟52-53
• 4.3.4 果蠅優(yōu)化算法的改進(jìn)53-55
• 4.3.5 改進(jìn)的果蠅算法收斂性分析55-56
• 4.3.6 改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法函數(shù)測(cè)試56-59
• 4.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建模59-63
• 4.4.1 光伏陣列建模59-60
• 4.4.2 DC-DC電路設(shè)計(jì)和分析60-62
• 4.4.3 PWM模塊模型62-63
• 4.5 多峰值的光伏最大功率跟蹤仿真研究63-69
• 4.5.1 改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法封裝設(shè)計(jì)63
• 4.5.2 改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法與粒子群算法尋優(yōu)比較63-69
• 4.6 本章小結(jié)69-71
• 第五章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 全文總結(jié)71
• 5.2 研究展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果79

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