基于粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤研究

【摘要】：由于人類對(duì)石油、煤炭、天然氣等傳統(tǒng)化石能源的過度開采與使用,導(dǎo)致世界范圍內(nèi)即將面臨能源短缺的問題。因此,可再生能源越來越受到世界各國的關(guān)注。太陽能作為一種潔凈可再生能源,與其他新能源相比,具有來源便捷,分布范圍廣等優(yōu)勢(shì)。近幾十年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,太陽能光伏系統(tǒng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)已成為發(fā)展最快的行業(yè)之一,對(duì)太陽能光伏發(fā)電的研究也受到了廣泛的重視。目前,光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率低,電池制造成本高等因素嚴(yán)重制約了光伏系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用。因此,必須充分了解光伏電池的特性,最大限度地利用光伏系統(tǒng),才能獲得更多的輸出功率?；诖?本文把光伏電池建模和光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤作為研究的重點(diǎn)。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性擬合能力以及粒子群優(yōu)化算法突出的尋優(yōu)特點(diǎn),更好地實(shí)現(xiàn)了對(duì)光伏系統(tǒng)電氣特性的描述和最大功率點(diǎn)的跟蹤。 本文的主要工作及成果如下： 1、本文對(duì)光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述,分析了光伏發(fā)電的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),同時(shí)也指出了目前太陽能發(fā)電所存在的一些問題。 2、對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行了介紹,分析了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連模式,學(xué)習(xí)算法和訓(xùn)練流程等；介紹了粒子群優(yōu)化算法的相關(guān)知識(shí),優(yōu)化理論等內(nèi)容,為后面的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 3、對(duì)光伏電池光電轉(zhuǎn)換的原理和過程做了較為詳細(xì)的分析,并深入研究了光伏電池的電氣特性和外部特性。針對(duì)光伏電池輸入輸出特性的非線性特點(diǎn),采用了粒子群算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模,綜合比較了其他幾種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法。仿真結(jié)果表明,采用粒子群算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電池電氣特性的擬合,建模精度較高。 4、系統(tǒng)論述了最大功率點(diǎn)跟蹤原理。在研究了影響最大功率點(diǎn)因素的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有跟蹤控制方法進(jìn)行了分析與評(píng)述。同時(shí),提出了粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤預(yù)測的方法,并與傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)控制方法進(jìn)行了比較。結(jié)果顯示,該最大功率點(diǎn)跟蹤預(yù)測方法具有更高的精度和效率。 【關(guān)鍵詞】：光伏電池 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 粒子群優(yōu)化算法 最大功率點(diǎn)跟蹤
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 光伏發(fā)電的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)12
• 1.3 國內(nèi)外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.4 光伏發(fā)電存在的問題13
• 1.5 光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤的相關(guān)研究13-14
• 1.5.1 傳統(tǒng)跟蹤方法13-14
• 1.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在最大功率點(diǎn)跟蹤中的應(yīng)用14
• 1.6 本論文的主要工作14-16
• 第2章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與粒子群優(yōu)化算法16-24
• 2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)16-21
• 2.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述16
• 2.1.2 神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的互連模式17-18
• 2.1.4 反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)18-21
• 2.2 粒子群算法21-23
• 2.2.1 粒子群算法的基本原理21-22
• 2.2.2 粒子群算法的基本流程22
• 2.2.3 粒子群算法的參數(shù)22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 太陽能光伏電池建模24-38
• 3.1 光伏電池的工作原理24-25
• 3.2 光伏電池的電特性25-29
• 3.2.1 光伏電池的等效電路25-26
• 3.2.2 光伏電池的數(shù)學(xué)模型26-27
• 3.2.3 光伏電池的I-V、P-V特性曲線27-28
• 3.2.4 光伏電池的輸出功率和填充因數(shù)28
• 3.2.5 光伏電池的輸出效率28-29
• 3.3 光伏電池外特性29-31
• 3.3.1 光伏電池的溫度特性29-30
• 3.3.2 光伏電池的光照特性30-31
• 3.4 基于粒子算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光伏電池建模31-37
• 3.4.1 粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法32-34
• 3.4.2 測試及仿真結(jié)果分析34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 太陽能光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤38-58
• 4.1 最大功率點(diǎn)跟蹤原理38-39
• 4.2 外界環(huán)境對(duì)最大功率點(diǎn)的影響39-41
• 4.3 最大功率點(diǎn)數(shù)學(xué)模型41-42
• 4.4 最大功率點(diǎn)跟蹤方法42-47
• 4.4.1 恒壓跟蹤法42-43
• 4.4.2 干擾觀察法43-44
• 4.4.3 增量電導(dǎo)法44-45
• 4.4.4 模糊控制45-47
• 4.4.5 其他最大功率點(diǎn)跟蹤方法47
• 4.5 PSO優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最大功率點(diǎn)跟蹤47-57
• 4.5.1 最大功率點(diǎn)跟蹤流程47-48
• 4.5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-49
• 4.5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取49-52
• 4.5.4 仿真結(jié)果分析與結(jié)論52-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)與展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文64-65
• 附錄65-70

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中國發(fā)展微網(wǎng)的目的 方向 前景    袁越;李振杰;馮宇;左文霞;

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微型電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及研究應(yīng)用概況    徐金雄;張雙平;王帥;

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微網(wǎng)接入配電網(wǎng)的保護(hù)控制關(guān)鍵問題研究    蔣偉

基于PEMFC的分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    劉小強(qiáng)

光伏并網(wǎng)逆變器MPPT技術(shù)研究    孫園園

微電網(wǎng)運(yùn)行特性及其控制研究    舒海蓮

微電網(wǎng)運(yùn)行控制仿真分析    王聰穎

微電網(wǎng)中并網(wǎng)逆變器控制研究    李明娟

分布式發(fā)電中微電網(wǎng)技術(shù)控制策略研究    紀(jì)明偉

基于燃料電池的分布式發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    冷貴峰

基于DSP的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)的仿真研究    賀琳

光伏發(fā)電并網(wǎng)與微網(wǎng)運(yùn)行控制仿真研究    楊文杰

太陽電池應(yīng)用和研究的發(fā)展    魏鳳;朱寶玉;張曉黎;辛禮;

CMOS鎖相環(huán)PLL的設(shè)計(jì)研究    李桂華,孫仲林,吉利久

韓國開發(fā)出高能太陽能薄板電池    劉廣榮;

最大功率跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    楊海柱,金新民

世界能源消費(fèi)現(xiàn)狀和可再生能源發(fā)展趨勢(shì)(上)    錢伯章;

質(zhì)子交換膜燃料電池的電響應(yīng)研究    李奇;湛耀添;區(qū)永江;賈俊波;韓明;

DSP與PC機(jī)串口的高速數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)    蔡琳潔,陶然,王衛(wèi)江

光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法研究    雷元超,陳春根,沈駿,黃躍杰,陳國呈

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中超級(jí)電容器蓄電池有源混合儲(chǔ)能方案的研究    唐西勝;齊智平;

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

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

超級(jí)電容器儲(chǔ)能應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量管理及穩(wěn)定性研究    唐西勝

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制策略研究    董密

獨(dú)立的太陽能燃料電池聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)與仿真研究    李煒

信號(hào)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    程志明

光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

超級(jí)電容蓄電池復(fù)合電源的研究與仿真    張靖

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基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)的高速公路交通事件檢測    王琪

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基于模糊控制的光伏電池MPPT的設(shè)計(jì)    張禮勝;李全;

基于GA-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏電池MPPT研究    姚雪梅;夏東偉;李建;

一種新穎的光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤方法    任碧瑩;申明;孫向東;

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

基于模糊控制的光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤    李慧慧;孫志毅;

光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤    李文興;李亭;馮志偉;

光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法的對(duì)比研究及改進(jìn)    王麗萍;張建成;

光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤芯片的設(shè)計(jì)    章丹艷;吳曉波;趙夢(mèng)戀;嚴(yán)曉浪;

Z源逆變器光伏發(fā)電系統(tǒng)變量調(diào)制范圍隨動(dòng)的兩級(jí)控制研究    葛曼倩;丁新平;

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制    孫亞寧;

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在小麥赤霉病氣象預(yù)測中的應(yīng)用    劉志紅;燕亞菲;張雷;

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市建筑熱環(huán)境研究    李寧;陳定藝;劉金祥;陳曉春;丁高;

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BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在靜態(tài)汽車衡軸自動(dòng)識(shí)別中的應(yīng)用    李建國;

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基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的京津唐地區(qū)典型下墊面特征參數(shù)對(duì)氣溫和降水的影響研究    曹廣真;侯鵬;鄭照軍;

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美英石油巨頭“拷問日”共譴BP    記者 閆磊

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太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制策略研究    董密

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三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略    劉飛

基于BP網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)健性分析的機(jī)械擴(kuò)徑工藝參數(shù)優(yōu)化    楊艷子

光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行理論與關(guān)鍵技術(shù)研究    徐瑞東

超級(jí)電容器儲(chǔ)能應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量管理及穩(wěn)定性研究    唐西勝

單相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的分析與研究    徐鵬來

單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    單琳

太陽能光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的研究    杜慧

三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制策略的研究    常超

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤的研究    劉健

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊巍

基于粒子群算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤研究    郭亮

基于單片機(jī)的太陽能發(fā)電控制系統(tǒng)研究    路曉

戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略的研究    董博

基于阻抗源的單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究    謝柱