本文關(guān)鍵詞：基于SEPIC電路的光伏系統(tǒng)MPPT控制算法研究

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【摘要】：光伏發(fā)電是對(duì)太陽能利用的有效方式之一,通過光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。光伏電池的輸出功率易受外界環(huán)境的影響,在不同工作環(huán)境下,光伏電池的輸出功率是不同的,但是都存在唯一的最大功率點(diǎn)。因此,為了提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率,進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤是必不可少的。本文把光伏發(fā)電系統(tǒng)作為研究對(duì)象,以獲得光照和負(fù)載變化下光伏電池的最大輸出功率為研究目標(biāo),進(jìn)行以下幾方面的工作：(1)分析光伏電池的工作原理,討論光伏電池的數(shù)學(xué)建模以及光伏電池輸出特性的工程計(jì)算方法,根據(jù)此工程計(jì)算方法在仿真平臺(tái)Matlab中搭建光伏電池的仿真模型,進(jìn)一步研究光照溫度等外界因素對(duì)光伏電池輸出特性的影響。(2)詳細(xì)介紹了目前常見的幾種MPPT算法的工作原理以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),包括固定電壓法、擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法等。在分析MPPT算法的基礎(chǔ)上,提出直接通過調(diào)整SEPIC電路開關(guān)器件占空比來達(dá)到跟蹤最大功率點(diǎn)的目的,去掉了傳統(tǒng)MPPT算法控制中的PI控制環(huán)節(jié)�；赟EPIC電路在Matlab仿真平臺(tái)中搭建光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型,并對(duì)擾動(dòng)觀察法以及擾動(dòng)觀察法結(jié)合固定電壓法的跟蹤性能進(jìn)行仿真。(3)光照和負(fù)載發(fā)生變化時(shí),都會(huì)影響光伏電池的工作點(diǎn),傳統(tǒng)的MPPT算法針對(duì)光照或負(fù)載變化時(shí)的跟蹤性能并不理想。本文在傳統(tǒng)電導(dǎo)增量法的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的電導(dǎo)增量法,詳細(xì)分析了改進(jìn)電導(dǎo)增量法的工作原理,設(shè)計(jì)了算法流程圖。在Matlab仿真平臺(tái)中搭建了帶MPPT控制器的光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型,MPPT控制器分別采用改進(jìn)電導(dǎo)增量法和占空比直接控制的定步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法、變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法。分別改變光照和負(fù)載,得到不同MPPT算法下的仿真結(jié)果。從動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能兩個(gè)方面來分析三種不同算法下的仿真結(jié)果,驗(yàn)證了改進(jìn)后的電導(dǎo)增量法相比于其他兩種算法,對(duì)光照和負(fù)載變化的響應(yīng)速度更快,縮短了跟蹤時(shí)間,減輕了系統(tǒng)的功率振蕩,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) SEPIC電路 MPPT 改進(jìn)電導(dǎo)增量法
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 課題研究背景與意義16-17
• 1.2 全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及國(guó)內(nèi)光伏概況17-19
• 1.2.1 世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.3 最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排21-23
• 第二章 光伏電池建模及輸出特性研究23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 光伏電池工作原理23-24
• 2.2.1 PN結(jié)23-24
• 2.2.2 光伏電池工作原理24
• 2.3 光伏電池建模24-27
• 2.3.1 光伏電池的數(shù)學(xué)模型24-25
• 2.3.2 光伏電池輸出特性的工程計(jì)算方法25-27
• 2.4 光伏電池仿真模型的建立和驗(yàn)證27-30
• 2.4.1 光伏電池在Matlab中的建模27
• 2.4.2 光伏電池輸出特性仿真結(jié)果分析27-30
• 2.5 光伏發(fā)電DC/DC變換電路30-34
• 2.5.1 DC/DC變換電路拓?fù)溥x擇31
• 2.5.2 SEPIC變換電路工作模態(tài)分析31-32
• 2.5.3 SEPIC變換電路參數(shù)計(jì)算32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 光伏MPPT控制算法研究35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 MPPT工作原理35-36
• 3.3 MPPT控制算法介紹36-42
• 3.3.1 固定電壓法36
• 3.3.2 擾動(dòng)觀察法36-38
• 3.3.3 電導(dǎo)增量法38-40
• 3.3.4 擾動(dòng)觀察法結(jié)合固定電壓法40-42
• 3.4 MPPT算法仿真分析42-45
• 3.4.1 擾動(dòng)觀察法的仿真43
• 3.4.2 擾動(dòng)觀察法結(jié)合固定電壓法的仿真43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 占空比直接控制的電導(dǎo)增量法的研究和實(shí)現(xiàn)46-58
• 4.1 引言46-47
• 4.2 占空比直接控制的定步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法47-50
• 4.2.1 算法設(shè)計(jì)流程47-48
• 4.2.2 占空比直接控制的定步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法仿真分析48-50
• 4.3 占空比直接控制的變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法50-55
• 4.3.1 算法設(shè)計(jì)流程50-52
• 4.3.2 占空比直接控制的變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法仿真分析52-55
• 4.4 定步長(zhǎng)與變步長(zhǎng)算法仿真結(jié)果對(duì)比55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 改進(jìn)電導(dǎo)增量法的研究和實(shí)現(xiàn)58-82
• 5.1 引言58
• 5.2 改進(jìn)電導(dǎo)增量法的工作原理58-66
• 5.2.1 基于SEPIC電路的光伏系統(tǒng)特性58-61
• 5.2.2 改進(jìn)電導(dǎo)增量法工作原理分析61-66
• 5.3 改進(jìn)電導(dǎo)增量法的設(shè)計(jì)流程66-68
• 5.4 改進(jìn)電導(dǎo)增量法仿真分析68-81
• 5.4.1 光照變化下三種控制算法的仿真分析68-77
• 5.4.2 負(fù)載變化下兩種控制算法的仿真分析77-81
• 5.5 本章小結(jié)81-82
• 第六章 總結(jié)和展望82-84
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況88

【相似文獻(xiàn)】

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