基于變步長MPPT模糊控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和能源需求的增加,世界礦石能源短缺問題日益嚴重,這就為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了契機,比如：風能、生物質(zhì)能和太陽能。其中,太陽能是可再生能源發(fā)展中的重要組成部分,其具有資源分布廣泛,環(huán)境污染低,同時便于安裝,與其他能源資源互補能力強的優(yōu)點。 本文首先分析了幾種應用于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的最大功率點跟蹤算法(MPPT)。傳統(tǒng)的MPPT控制策略都或多或少存在一些問題,比如：受環(huán)境因素影響大、功率易振蕩、損耗大和直流電壓可能會有崩潰的現(xiàn)象。為了改善MPPT的性能,本文針對其他MPPT方法的不足,將模糊控制應用到最大功率點跟蹤控制算法中,提出了一種基于變步長模糊控制的MPPT實現(xiàn)方法。主要內(nèi)容如下： 首先,對光伏電池的數(shù)學模型和輸出特性進行研究,分析了外界溫度和光照強度對輸出特性的影響,在介紹了光伏電池工程數(shù)學模型之后,在PSCAD中建立了光伏電池仿真模型。 其次,針對光伏電池特性,深入分析了最大功率點跟蹤原理,提出了一種基于變步長模糊控制的最大功率點跟蹤策略,并對擾動觀察法、電導增量法和變步長模糊控制法分別進行了仿真建模,比較這三種控制方法的優(yōu)劣。 最后,基于光伏并網(wǎng)發(fā)電平臺進行了光伏電池MPPT控制實驗。結果表明,該方法能快速跟蹤外部天氣變化,使光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在最大功率點穩(wěn)定工作,具有良好的動態(tài)、穩(wěn)態(tài)性能。 【關鍵詞】：光伏并網(wǎng)發(fā)電 光伏電池 模糊控制 MPPT
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外光伏發(fā)電概況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)光伏發(fā)電概況11-12
• 1.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結構及最大功率點跟蹤12-15
• 1.3.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結構12-13
• 1.3.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤策略13-15
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點15-16
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容15
• 1.4.2 本文創(chuàng)新點15-16
• 第2章 光伏電池的特性及其仿真建模16-23
• 2.1 光伏電池16-20
• 2.1.1 光伏電池的工作原理16-17
• 2.1.2 光伏電池的等效模型17-18
• 2.1.3 光伏電池的特性18-20
• 2.2 光伏電池的仿真建模20-22
• 2.2.1 光伏電池的工程數(shù)學模型20-21
• 2.2.2 光伏電池的仿真建模21-22
• 2.3 本章小結22-23
• 第3章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)23-27
• 3.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)拓撲結構23-24
• 3.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略24-26
• 3.2.1 直流升壓斬波器控制策略24
• 3.2.2 并網(wǎng)逆變器控制策略24-26
• 3.3 本章小結26-27
• 第4章 光伏電池MPPT控制策略的研究27-35
• 4.1 傳統(tǒng)的MPPT控制策略27-30
• 4.1.1 擾動觀測法27-28
• 4.1.2 電導增量法28-30
• 4.2 基于模糊控制的變步長MPPT30-34
• 4.2.1 模糊化31-32
• 4.2.2 模糊規(guī)則32-33
• 4.2.3 去模糊化33-34
• 4.3 本章小結34-35
• 第5章 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真與實驗35-52
• 5.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究35-45
• 5.1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真建模35-37
• 5.1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真結果比較分析37-45
• 5.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺45-51
• 5.2.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺組成45-46
• 5.2.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺線路結構46-48
• 5.2.3 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺實驗結果分析48-51
• 5.3 本章小結51-52
• 第6章 結論與展望52-53
• 參考文獻53-56
• 附錄 通訊協(xié)議56-58
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研情況58-59
• 致謝59

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