獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤的研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求越來越大，傳統(tǒng)不可再生能源日益枯竭，而且在應用過程中造成嚴重的環(huán)境污染。因此，綠色能源應運而生。 光伏發(fā)電技術和產(chǎn)業(yè)不僅是當今能源的一個重要補充，更具備成為未來主要能源來源的潛力。本文獨立以光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，以最大限度利用太陽能為主要目標，開展獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制的理論和仿真研究。 光伏陣列輸出特性是光伏發(fā)電系統(tǒng)研究中的最基本問題。本文在光伏陣列輸出特性方程的基礎上，運用Matlab/Simulink建立基于M函數(shù)的光伏陣列仿真模型，克服了單純用Simulink元件庫建立光伏陣列模型過程復雜的缺點，為實現(xiàn)系統(tǒng)仿真、指導理論研究和系統(tǒng)設計提供了基礎保證。 最大功率點跟蹤(MPPT)方法是光伏發(fā)電系統(tǒng)中提高系統(tǒng)效率的重要手段。本文在介紹光伏陣列輸出特性及其仿真模型的基礎上，建立了以BoIBB變換電路為核心實現(xiàn)獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的仿真模型，分析了最大功率點跟蹤的方法和原理并介紹了常見MPPT算法。針對傳統(tǒng)擾動觀察法的存在缺點，提出了一種變步長占空比擾動觀察MPPT算法，變步長占空比擾動法與傳統(tǒng)擾動法的最小步長相同，在穩(wěn)態(tài)時兩種算法的精度相似，但變步長的占空比擾動觀察法在離MPP點較遠的場合可以采用較大的步長，在保證算法精度的情況下具有較好的快速性。然后對這種算法運用Matlab/Simulink進行仿真。仿真結果表明：這種變步長擾動觀察MPPT算法能夠穩(wěn)定、高效地跟蹤光伏陣列最大功率點；同時，在日照強度、環(huán)境溫度等系統(tǒng)參數(shù)擾動的情況下，能快速尋找新的工作點，保持系統(tǒng)穩(wěn)定，表現(xiàn)出很好的動態(tài)特性。在光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計中，具有重要的理論意義和實用價值。 【關鍵詞】：最大功率跟蹤 光伏發(fā)電 光伏陣列 MPPT MATLAB仿真 BoIBB
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 概述7-10
• 1.1.1 能源危機與環(huán)境污染7-8
• 1.1.2 可再生能源的發(fā)展利用8-10
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展10-13
• 1.2.1 世界光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展10-12
• 1.2.2 中國光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展12-13
• 1.3 MPPT 的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 光伏電池的特性和數(shù)學模型15-23
• 2.1 光伏電池的原理和特性15-16
• 2.1.1 光伏電池的工作原理15
• 2.1.2 光伏電池的輸出特性15-16
• 2.2 光伏電池的數(shù)學模型16-21
• 2.2.1 光伏電池的等效模型16-18
• 2.2.2 模型的參數(shù)求取18-19
• 2.2.3 光伏電池的仿真模型19-21
• 2.3 本章小結21-23
• 3 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)23-27
• 3.1 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成23-25
• 3.2 帶 MPPT 功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成25
• 3.3 本章小結25-27
• 4 DC-DC 變換電路的結構和控制方式27-45
• 4.1 典型的 DC-DC 變換器27-30
• 4.1.1 降壓式變換器（BUCK CONVERTER）27-28
• 4.1.2 升壓式變換器（BOOST CONVERTER）28
• 4.1.3 升降壓式變換器（BUCK-BOOST CONVERTER）28-29
• 4.1.4 庫克式變換器（CUK CONVERTER）29-30
• 4.2 復合變換電路30-34
• 4.2.1 級聯(lián)方式30-32
• 4.2.2 交錯方式32-33
• 4.2.3 疊加方式33
• 4.2.4 三種方式下個開關管電壓應力的比較33-34
• 4.3 BOIBB 變換器的工作原理及特性34-39
• 4.3.1 BOIBB 變換器的工作原理34-38
• 4.3.2 BOIBB 變換器的特性分析38-39
• 4.4 BOIBB 變換器的控制方式39-44
• 4.4.1 儲能電感的大小39-40
• 4.4.2 功率傳輸方式40-41
• 4.4.3 控制電路的復雜性41-42
• 4.4.4 BOIBB 變換器的仿真分析42-44
• 4.5 本章小結44-45
• 5 最大功率點跟蹤控制技術的研究45-63
• 5.1 最大功率點跟蹤的原理45-46
• 5.2 最大功率點跟蹤算法46-56
• 5.2.1 擾動觀察法（P&O）46-47
• 5.2.2 電導增量法（INC）47-48
• 5.2.3 擾動觀察法與電導增量法的比較48-56
• 5.3 BOIBB 變換器實現(xiàn) MPPT 的原理56-57
• 5.4 仿真分析57-62
• 5.4.1 占空比擾動觀察法的仿真分析57-60
• 5.4.2 變步長占空比擾動觀察法的仿真分析60-62
• 5.5 本章小結62-63
• 6 總結與展望63-65
• 6.1 全文總結63-64
• 6.2 后續(xù)展望64-65
• 致謝65-67
• 參考文獻67-71
• 附錄71
• 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄71

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內(nèi)容

一種獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)雙向變換器的控制策略    廖志凌;阮新波;

光伏電池建模及MPPT控制策略    楊永恒;周克亮;

一種光伏發(fā)電變周期變步長MPPT優(yōu)化算法    梁創(chuàng)霖;周華安;文桂林;卿啟湘;

一種應用于光伏發(fā)電MPPT的變步長電導增量法    賴東升;楊蘋;

基于單變量檢測的光伏電池最大功率點跟蹤算法    侯世英;殷忠寧;孫韜;

光伏陣列最大功率點跟蹤控制方法綜述    周林;武劍;栗秋華;郭珂;

光伏電池MPPT擾動觀察法的研究現(xiàn)狀    宋亮;王曉東;劉雯;徐銳;楊富華;

雙重有源橋雙向DC/DC變換器新型控制方法的研究    徐四勤;王明渝;馬蘭珍;胡文翠;邱曉明;

基于PSIM的新型擾動觀察法的MPPT仿真研究    何人望;邱萬英;吳迅;齊艷;謝偉;

Buck-Boost變化器的仿真分析    李雪莉;

三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    陶曉峰;謝君;

100kW風光互補電站設計    楊幫宇;

光伏并網(wǎng)發(fā)電的最大功率點跟蹤算法研究    王桂英;史金玲;紀飛;王歡;

太陽能光伏模塊電氣特性的數(shù)學建模與仿真    戴訓江;晁勤;

太陽電池的負載匹配理論與負載變換技術    王康模;陳長纓;于志剛;劉興華;劉小沖;趙俊;

基于電流單參量控制的MPPT系統(tǒng)的設計    洪岳;陳長纓;王康模;鄧韡;傅倩;

基于PSIM的光伏模塊建模與電氣特性仿真    劉俊杰;張新燕;

跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能分析    高亮;蔡世俊;高鵬;李果華;施正榮;朱拓;

淺析青島太陽能光伏發(fā)電發(fā)展的方向及推廣對策    楚憲峰;黃翔;王巖;焦國嵩;王建華;

最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    楊海柱,金新民

太陽能光伏陣列的溫度與紅外特性分析    王培珍;

一種基于dp/dv=0的最大功率跟蹤控制策略    榮延澤;劉士榮;毛軍科;李松峰;

光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的單相光伏逆變系統(tǒng)的仿真研究    孫冰;白樹忠;鄭世松;

光伏并網(wǎng)給定電流幅值偏移的孤島檢測方法    鄭世松;孫冰;王玉斌;

含蓄電池儲能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真    董旭柱;雷金勇;饒宏;黃曉東;劉怡;李鵬;

基于線電流解耦算法的三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)    譚甲凡;

光伏發(fā)電實驗設計探討    白連平;張巧杰;

光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制方法的研究    李星辰;王琳;

太陽能光伏水泵的控制研究    王飛;趙彥;周毅人;余世杰;沈玉梁;

分布式電源的概率建模及其對電力系統(tǒng)的影響    王敏

考慮分布式發(fā)電的配電網(wǎng)綜合負荷建模方法研究    錢軍

我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)投資風險及決策研究    朱震宇

光伏發(fā)電關鍵技術及電動汽車充電站可靠性研究    于蓉蓉

太陽能電動車關鍵技術研究    李春芳

基于酞菁銅的太陽能電池的研究    劉一婷

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術研究    曹太強

分布式發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)仿真方法研究    李鵬

光伏發(fā)電高效利用的關鍵技術研究    肖華鋒

分布式風光互補系統(tǒng)控制與最大功率跟蹤策略研究    劉立群

弧形直線電機伸縮門及其控制研究    張志華

基于軟開關PWM技術的光伏逆變器的研究與設計    曹建

用于礦燈充電的獨立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究    李本元

太陽能LED照明系統(tǒng)控制器的設計    杜守增

光伏發(fā)電系統(tǒng)自適應控制研究    李亭

基于DSP的單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    耿興華

基于橋檢車的駐車充電站系統(tǒng)的設計實現(xiàn)    楊光

用于城市公交車的能量再利用智能控制系統(tǒng)的研制    謝玉錄

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的MPPT及孤島檢測新方法的研究    于希洋

太陽電池的負載匹配理論與負載變換技術    王康模;陳長纓;于志剛;劉興華;劉小沖;趙俊;

推挽正激移相式雙向DC-DC變換器    張方華,嚴仰光

滑模技術在PV最大功率追蹤系統(tǒng)中的應用    張淼,吳捷

基于輸出參數(shù)的光伏電池最大功率點控制    傅誠;陳鳴;沈玉樑;余世杰;

基于改進擾動觀察法的光伏陣列最大功率點跟蹤    劉邦銀;段善旭;劉飛;徐鵬威;

基于輸入-輸出參數(shù)的光伏電池最大功率控制的比較    楊水濤;張帆;丁新平;錢照明;

基于支持向量機的局部陰影條件下光伏陣列建模    陳阿蓮;馮麗娜;杜春水;張承慧;

以電導增量法實現(xiàn)MPPT的單級光伏并網(wǎng)逆變器    葉滿園;官二勇;宋平崗;

幾種光伏系統(tǒng)MPPT方法的分析比較及改進    徐鵬威;劉飛;劉邦銀;段善旭;

一種應用于光伏系統(tǒng)MPPT的變步長擾動觀察法    朱銘煉;李臣松;陳新;龔春英;

太陽能光伏路燈系統(tǒng)中MPPT控制器的研究與設計    龔菲

光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制方法的研究    王巖

光伏電池特性研究    張利

光伏方陣失配現(xiàn)象研究    劉素梅

一種小型風電機組的優(yōu)化最大功率點跟蹤控制算法    黃錦成;楊蘋;

基于非對稱模糊策略的光伏發(fā)電最大功率點跟蹤研究    李培;李國友;劉立剛;

5kW光伏最大功率點跟蹤電路的設計    管曉磊;徐穎;

陰影影響下最大功率點跟蹤控制(英文)    胡義華;陳昊;徐瑞東;于東升;李瑞;

一種新的變步長光伏最大功率點跟蹤法    袁愛瑞;張振娟;王強;

基于恒壓法結合變步長電導增量法的最大功率點跟蹤    王志兵;

基于NiosⅡ的光伏發(fā)電最大功率點跟蹤交錯式控制研究    李畸勇;龔仁喜;程曉瓊;卓浩澤;俸昭合;

局部遮擋條件下的最大功率點跟蹤    張正言;高翔;孫耀杰;陸起涌;

基于模糊控制法的最大功率點跟蹤研究    劉洋;王征;劉有昌;

最大功率點跟蹤原理及實現(xiàn)方法的研究    趙庚申;王慶章;許盛之;

一種新型的光伏最大功率點跟蹤拓撲    張超;何湘寧;

一種用于光伏系統(tǒng)的改進型最大功率點跟蹤方法    胡希文;張建文;王剛;卓自明;

獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制    孫亞寧;

自適應變步長電導增量法的最大功率點跟蹤控制的研究    周建萍;朱建萍;

太陽能光伏水泵的控制研究    王飛;趙彥;周毅人;余世杰;沈玉梁;

爬山法誤判現(xiàn)象的分析研究    譚理華;張興;陳歡;孫龍林;

最大風能捕獲策略研究    劉劍;李建林;潘磊;周謙;許洪華;

最大風能捕獲控制研究    李建林;

基于模糊控制的太陽能電池最大功率點跟蹤研究    張先飛;鄭建勇;胡敏強;梅軍;劉順炮;

基于OIF-Elman網(wǎng)絡的光伏電源最大功率點跟蹤方法研究    蘇剛;龔威;潘雷;高瑞;王貝貝;

面向無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的微型光伏電源系統(tǒng)研究    韓蕾

光伏發(fā)電最大功率點跟蹤的研究    趙培仁

基于最大功率點跟蹤的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設計    王韜

光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤的設計與仿真實現(xiàn)    陳志剛

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)最大功率點跟蹤能量損失研究    陳歡

基于新型爬山搜索算法的最大功率點跟蹤控制研究    王鵬

并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤技術的研究    紀芳

基于時分割的采樣保持型最大功率點跟蹤原理研究    張明宇

基于粒子群算法的光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤研究    劉曉丹

光伏發(fā)電最大功率點跟蹤算法的研究    歐陽廣偉

光伏發(fā)電的最大功率點跟蹤和并網(wǎng)逆變器的研究    張正言