光伏系統(tǒng)功率優(yōu)化器的研究與設(shè)計(jì)

【摘要】：本文研究并且設(shè)計(jì)了具有最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Track, MPPT)功能的光伏系統(tǒng)功率優(yōu)化器,論文的主要工作如下：1.介紹了光伏電池的工作原理和輸出特性,并依此搭建了光伏陣列的Matlab/Simulink仿真模型,研究了光伏陣列的功率輸出特性。分析了在部分陰影遮蔽情形下,光伏陣列中存在多峰情形對(duì)其輸出功率的影響。2.對(duì)比了幾種常見(jiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu),論述了組件式MPPT功率優(yōu)化器的優(yōu)點(diǎn)。3.介紹了MPPT技術(shù)的工作原理,對(duì)幾種常用MPPT算法進(jìn)行了分析比較,采用了一種適用于功率優(yōu)化器的改進(jìn)變步長(zhǎng)滯環(huán)比較MPPT算法,該MPPT算法有效提高了系統(tǒng)最大功率點(diǎn)追蹤能力和穩(wěn)定性。4.設(shè)計(jì)了功率優(yōu)化器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。主電路采用Buck變換電路,主控芯片采用ARM Cortex-MO系列芯片STM32F031F6P6;同時(shí)在電源設(shè)計(jì)時(shí)采用了開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)使系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性。5.完成了功率優(yōu)化器的系統(tǒng)調(diào)試,并對(duì)論文使用的MPPT方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：功率優(yōu)化器 光伏陣列 變步長(zhǎng) 滯環(huán)比較法 最大功率點(diǎn)跟蹤
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 光伏系統(tǒng)功率優(yōu)化器的研究背景10-12
• 1.1.1 國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)10-11
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)11-12
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的常見(jiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)12-14
• 1.3 光伏系統(tǒng)功率優(yōu)化器的研究進(jìn)展14
• 1.4 論文的主要工作和章節(jié)安排14-16
• 第二章 光伏陣列及其仿真16-27
• 2.1 太陽(yáng)能電池的工作原理與輸出特性16-18
• 2.1.1 太陽(yáng)能電池的工作原理16-17
• 2.1.2 太陽(yáng)能電池的輸出特性分析17-18
• 2.2 太陽(yáng)能電池的模型及其仿真18-24
• 2.2.1 太陽(yáng)能電池的等效電路18-19
• 2.2.2 太陽(yáng)能電池的等效工程模型19-20
• 2.2.3 太陽(yáng)能電池的Matlab仿真20-24
• 2.3 光伏陣列仿真24-27
• 第三章 太陽(yáng)能電池MPPT研究27-42
• 3.1 太陽(yáng)能電池MPPT控制原理27-28
• 3.2 太陽(yáng)能電池MPPT控制算法28-35
• 3.2.1 開(kāi)環(huán)MPPT法28-31
• 3.2.2 擾動(dòng)觀(guān)測(cè)法31-32
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法32-35
• 3.3 基于變步長(zhǎng)的改進(jìn)擾動(dòng)觀(guān)測(cè)法35-42
• 3.3.1 變步長(zhǎng)改進(jìn)擾動(dòng)觀(guān)測(cè)法的理論基礎(chǔ)35-38
• 3.3.2 變步長(zhǎng)改進(jìn)擾動(dòng)觀(guān)測(cè)法38-42
• 第四章 功率優(yōu)化器的軟硬件設(shè)計(jì)42-56
• 4.1 功率優(yōu)化器的總體設(shè)計(jì)42
• 4.2 功率優(yōu)化器的硬件設(shè)計(jì)42-52
• 4.2.1 主控芯片的選取及外圍電路設(shè)計(jì)42-45
• 4.2.2 BUCK電路設(shè)計(jì)45-47
• 4.2.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)47-49
• 4.2.4 采樣電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.5 電源電路設(shè)計(jì)50-52
• 4.3 功率優(yōu)化器的軟件設(shè)計(jì)52-56
• 4.3.1 功率優(yōu)化器總體軟件設(shè)計(jì)52-53
• 4.3.2 主程序設(shè)計(jì)53-54
• 4.3.3 采樣和濾波程序設(shè)計(jì)54-56
• 第五章 功率優(yōu)化器實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析56-65
• 5.1 功率優(yōu)化器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介56-59
• 5.1.1 軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介56-58
• 5.1.2 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介58-59
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析59-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71

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