基于模糊控制的光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤研究

【摘要】： 近些年來(lái),隨著環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,全球能源的逐漸緊張,清潔可再生的太陽(yáng)能作為一種新型的綠色能源,以其無(wú)污染,取之不盡,用之不竭等諸多優(yōu)點(diǎn),受到人們更多的關(guān)注。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是目前太陽(yáng)能發(fā)電的一種重要方式。太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)將逐漸成為未來(lái)主要的能源來(lái)源。 本文選用無(wú)錫尚德公司的STP0950S-36型號(hào)的獨(dú)立光伏電池為研究對(duì)象,以最大限度利用太陽(yáng)能為最終目標(biāo),對(duì)該型號(hào)的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制進(jìn)行了理論和仿真研究。 光伏發(fā)電系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)問(wèn)題是光伏陣列輸出特性,本文首先運(yùn)用Matlab/Simulink建立了光伏陣列的仿真模型,解決了以往建立光伏陣列模型過(guò)程繁瑣的缺點(diǎn),為實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的仿真和系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究提供了基礎(chǔ)保證。 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)方法是提高系統(tǒng)效率的重要手段。本文在介紹光伏陣列仿真模型及其輸出特性的基礎(chǔ)上,提出了最大功率點(diǎn)跟蹤的原理和方法,介紹了幾種常見的MPPT方法,并比較了這些算法的優(yōu)缺點(diǎn)。考慮到太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)往往受到外界因素所影響,很難確定系統(tǒng)參數(shù),并且具有很強(qiáng)的非線性,因此本文提出了將模糊邏輯控制技術(shù)應(yīng)用于STP0950S-36型的獨(dú)立光伏系統(tǒng),給出了模糊控制器的設(shè)計(jì)方法,并利用MATLAB/SIMUlink,模糊邏輯工具箱等工具進(jìn)行仿真模擬最大功率點(diǎn)控制,模糊控制仿真結(jié)果通過(guò)與固定步長(zhǎng)MPPT方法相比較,發(fā)現(xiàn)固定步長(zhǎng)法到達(dá)穩(wěn)態(tài)后存在一定的波動(dòng),這就造成了能源的浪費(fèi),而模糊控制MPPT方法跟蹤速度很快,動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能良好,到達(dá)穩(wěn)態(tài)后幾乎沒有波動(dòng),能夠穩(wěn)定、高效地跟蹤光伏陣列最大功率點(diǎn),同時(shí),在日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度等系統(tǒng)參數(shù)擾動(dòng)的情況下,能快速尋找新的工作點(diǎn),保持系統(tǒng)穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明將模糊控制運(yùn)用于最大功率點(diǎn)跟蹤是可行的,并具有良好的動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)性能。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能 光伏電池 MATLAB/SIMUlink 最大功率點(diǎn)跟蹤 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介及其優(yōu)越性13-15
• 1.3.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介13-15
• 1.3.2 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)15
• 1.4 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)的背景和意義15
• 1.5 論文所做的主要工作15-18
• 第二章 太陽(yáng)能光伏電池仿真模型的研究18-34
• 2.1 太陽(yáng)能光伏電池工作原理18-19
• 2.2 太陽(yáng)能光伏陣列的設(shè)計(jì)19-22
• 2.2.1 光伏電池設(shè)計(jì)原則和思路19-20
• 2.2.2 光伏陣列尺寸的估算20-22
• 2.3 太陽(yáng)能光伏電池的電氣特性22-24
• 2.3.1 光伏電池的等效電路22-23
• 2.3.2 光伏電池輸出特性方程23-24
• 2.4 太陽(yáng)能光伏電池仿真模型的建立24-31
• 2.4.1 太陽(yáng)能光伏陳列的SIMUlink模型25-31
• 2.5 本章小結(jié)31-34
• 第三章 太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤34-46
• 3.1 光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤算法34-35
• 3.2 幾種常用的最大功率點(diǎn)跟蹤算法分析及比較35-41
• 3.4 一種改進(jìn)的占空比擾動(dòng)法41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 模糊控制在太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)46-56
• 4.1 模糊邏輯控制的基本原理46-47
• 4.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)流程47-48
• 4.3 模糊控制在光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)控制中的應(yīng)用48-52
• 4.3.1 確定輸入輸出模糊子集及論域48-49
• 4.3.2 確定隸屬度函數(shù)49-50
• 4.3.3 模糊決策表50-51
• 4.3.4 選定解模糊方法51-52
• 4.4 建立光伏系統(tǒng)模糊控制模型52-53
• 4.5 光伏系統(tǒng)模糊控制仿真結(jié)果53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-66
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄66

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