基于偏差調(diào)節(jié)的光伏發(fā)電MPPT系統(tǒng)動特性研究

【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源的日漸緊缺和環(huán)境污染的日趨加重,光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)得以大力發(fā)展,光伏發(fā)電技術(shù)成為人們的研究熱點。為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)效率、降低發(fā)電成本,開發(fā)一種具有優(yōu)良動靜態(tài)性能的最大功率跟蹤方法成為人們不懈的追求。本文從阻抗匹配的角度出發(fā),研究了一種基于阻抗偏差調(diào)節(jié)的最大功率跟蹤方法即等效阻抗匹配法,并對基于阻抗匹配法的最大功率跟蹤系統(tǒng)展開了研究。首先,本文詳細(xì)闡述了等效阻抗匹配方法的原理及特點,并說明了該方法與電導(dǎo)增量法的本質(zhì)區(qū)別。由于等效阻抗匹配法是基于阻抗傳遞函數(shù)的動態(tài)校正方法來實現(xiàn)控制的,因此,在最大功率點處建立了Boost變換器的輸入阻抗模型,并對影響模型精確性的電路因素進(jìn)行了探討。通過仿真分析,分別在時域和頻域內(nèi)驗證了阻抗模型的正確性。其次,對基于等效阻抗匹配法的最大功率跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了動態(tài)校正,通過仿真驗證了等效阻抗匹配方法的有效性,同時通過與常用的擾動觀察法和電導(dǎo)增量法進(jìn)行仿真對比,驗證了等效阻抗匹配方法的優(yōu)越性。最后,搭建最大功率跟蹤系統(tǒng)實驗平臺,進(jìn)行了基于實驗裝置的測試,驗證了上述理論分析的正確性。同時,將等效阻抗匹配方法與常用的最大功率跟蹤算法進(jìn)行實驗對比,證明了該方法在動靜態(tài)性能方面的優(yōu)越性。 【關(guān)鍵詞】：等效阻抗匹配 阻抗模型 最大功率跟蹤 動態(tài)校正 光伏發(fā)電系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤技術(shù)綜述10-18
• 1.2.1 最大功率跟蹤的基本原理10-11
• 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤方法11-18
• 1.3 課題研究意義和研究內(nèi)容18-20
• 1.3.1 課題研究意義18
• 1.3.2 課題研究內(nèi)容18-20
• 第2章 光伏電池及等效阻抗匹配法的原理分析20-29
• 2.1 光伏電池模型及輸出特性分析20-24
• 2.1.1 光伏電池的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.1.2 光伏電池輸出特性的仿真分析22-24
• 2.2 用于MPPT的DC-DC變換器的選擇24-25
• 2.3 等效阻抗匹配方法原理25-28
• 2.4 等效阻抗匹配法的特點28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 Boost變換器數(shù)學(xué)模型的建立與仿真驗證29-43
• 3.1 Boost變換器數(shù)學(xué)模型的建立29-34
• 3.1.1 最大功率點處光伏陣列的線性化模型30-32
• 3.1.2 Boost變換器輸入電壓模型的建立32-33
• 3.1.3 Boost變換器輸入阻抗模型的建立33-34
• 3.2 Boost變換器數(shù)學(xué)模型的仿真驗證34-38
• 3.2.1 Boost變換器輸入電壓模型的仿真驗證35-37
• 3.2.2 Boost變換器輸入阻抗模型的仿真驗證37-38
• 3.3 電路參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的影響38-42
• 3.3.1 電路參數(shù)對系統(tǒng)時域響應(yīng)的影響38-40
• 3.3.2 電路參數(shù)對系統(tǒng)頻域響應(yīng)的影響40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于等效阻抗匹配法的MPPT系統(tǒng)設(shè)計43-52
• 4.1 基于EIM算法的MPPT系統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計43-47
• 4.2 基于EIM算法的MPPT系統(tǒng)仿真47-51
• 4.2.1 基于EIM算法的輸出功率和輸出電壓仿真47-48
• 4.2.2 啟動跟蹤性能對比48-49
• 4.2.3 穩(wěn)態(tài)性能對比49-50
• 4.2.4 光照突變時跟蹤性能對比50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及實驗驗證52-65
• 5.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計52-56
• 5.1.1 Boost變換器參數(shù)設(shè)計52-54
• 5.1.2 驅(qū)動電路設(shè)計54-55
• 5.1.3 采樣電路設(shè)計55-56
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計56-58
• 5.2.1 TMS320F2812的性能56-57
• 5.2.2 軟件流程設(shè)計57-58
• 5.3 實驗驗證58-64
• 5.3.1 Boost變換器數(shù)學(xué)模型的實驗驗證58-62
• 5.3.2 MPPT系統(tǒng)實驗驗證62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果70-71
• 致謝71-72
• 作者簡介72

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