光伏系統(tǒng)MPPT功率匹配法的研究

【摘要】：為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染，光伏發(fā)電系統(tǒng)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。為了提高光伏系統(tǒng)能量利用率，一種跟蹤速度快，跟蹤精度高，適用于各種環(huán)境的最大功率追蹤技術(shù)成為各國(guó)研究者不斷追求的目標(biāo)。本文從能量流動(dòng)建立動(dòng)態(tài)平衡的角度出發(fā)，在阻抗匹配法的基礎(chǔ)上延伸出一種新的最大功率追蹤方法——功率匹配法。 本文首先論述了這種方法的工作原理，分析了功率匹配偏差的意義和功率匹配法的可行性，簡(jiǎn)述了功率匹配法與阻抗匹配法的區(qū)別與聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)地分析了功率匹配法的控制特點(diǎn)，并結(jié)合此特點(diǎn)給出算法控制流程圖。 其次，在建立Boost變換器輸入電壓和輸入電流對(duì)占空比的傳遞函數(shù)后，利用拉氏變換的性質(zhì)，建立了動(dòng)態(tài)等效外功率增量對(duì)占空比的傳遞函數(shù)，仿真驗(yàn)證了所建模型的有效性。在此基礎(chǔ)上給出了PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì)公式。在建立光伏電池的仿真模型后，對(duì)功率匹配法與擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法、阻抗匹配法在跟蹤速度、跟蹤精度、光照突變、負(fù)載突變、輕載、重載及帶容性負(fù)載下的跟蹤性能做了全面的仿真對(duì)比，概括了功率匹配法的優(yōu)缺點(diǎn)。 最后采用設(shè)計(jì)的Boost變換器對(duì)四塊串聯(lián)的光伏電池做跟蹤實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)對(duì)比了四種最大功率追蹤算法在啟動(dòng)跟蹤、負(fù)載突變時(shí)以及光照突變時(shí)的跟蹤性能，驗(yàn)證了這種算法的可行性。證明了所提功率匹配法是一種相對(duì)較理想的跟蹤方法，提高了光伏系統(tǒng)能量的利用率。 【關(guān)鍵詞】：功率匹配 MPPT 光伏系統(tǒng) 偏差調(diào)節(jié) PI控制
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)研究綜述11-19
• 1.2.1 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤原理11-12
• 1.2.2 光伏發(fā)電 MPPT 方法綜述12-18
• 1.2.3 光伏發(fā)電 MPPT 方法的發(fā)展18-19
• 1.3 課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容19-21
• 1.3.1 課題研究意義19
• 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 功率匹配法概論21-30
• 2.1 光伏電池的輸出特性及仿真21-25
• 2.1.1 光伏電池輸出特性21-22
• 2.1.2 光伏電池的工程數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.1.3 光伏電池的仿真23-25
• 2.2 功率匹配法原理分析25-29
• 2.2.1 功率偏差的意義25
• 2.2.2 功率匹配法與阻抗匹配法的聯(lián)系25-28
• 2.2.3 功率匹配法的特點(diǎn)28-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 功率匹配法控制實(shí)現(xiàn)與仿真分析30-53
• 3.1 功率匹配法控制方式30-35
• 3.2 功率匹配法控制器設(shè)計(jì)35-47
• 3.2.1 功率偏差建模35-39
• 3.2.2 PI 調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)39-47
• 3.3 功率匹配法仿真分析47-52
• 3.3.1 仿真設(shè)置47-48
• 3.3.2 功率匹配法與其他算法對(duì)比仿真48-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 功率匹配法軟硬件設(shè)計(jì)53-61
• 4.1 變換器設(shè)計(jì)53-55
• 4.1.1 電路工作原理53
• 4.1.2 電路主要參量關(guān)系53-55
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)55-58
• 4.2.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)55-56
• 4.2.2 驅(qū)動(dòng)電路和采樣電路設(shè)計(jì)56-58
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-60
• 4.3.1 TMS320F28335 DSP 性能簡(jiǎn)介58-59
• 4.3.2 系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì)59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析61-71
• 5.1 實(shí)驗(yàn)分析61-69
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)條件61
• 5.1.2 啟動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)對(duì)比61-64
• 5.1.3 負(fù)載突變跟蹤實(shí)驗(yàn)對(duì)比64-66
• 5.1.4 光照突變跟蹤實(shí)驗(yàn)對(duì)比66-68
• 5.1.5 采用比例控制的功率匹配法實(shí)驗(yàn)對(duì)比68-69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析69-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果76-77
• 致謝77-78
• 作者簡(jiǎn)介78

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