本文關(guān)鍵詞：基于粒子群融合變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察的光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT算法研究

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【摘要】：由于化石能源的枯竭和以霧霾、全球變暖為代表的惡劣天氣的頻發(fā),新能源發(fā)電越來(lái)越受到世界各國(guó)的青睞。如今,光伏發(fā)電作為新能源的主力,在我國(guó)的裝機(jī)總量已經(jīng)達(dá)到77.42GW,位列世界第一。而在光伏發(fā)電系統(tǒng)中,光伏陣列的輸出功率受外界溫度和光照強(qiáng)度的影響較大,還經(jīng)常伴有云層局部遮擋,功率-電壓曲線不夠穩(wěn)定。因此,研究光伏發(fā)電系統(tǒng)中的最大功率點(diǎn)跟蹤算法,是提高光伏發(fā)電效率的關(guān)鍵�？紤]環(huán)境改變及局部陰影遮擋對(duì)光伏陣列的功率-電壓曲線的影響,本文提出了新的MPPT算法,并且利用仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的可靠性和優(yōu)異性。首先,針對(duì)光伏陣列在局部陰影遮擋下,其輸出功率-電壓曲線展現(xiàn)出多峰值的情況,提出了一種快速、穩(wěn)定且能夠全局尋優(yōu)的最大功率點(diǎn)跟蹤算法,即粒子群融合變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察算法,該算法在第一階段將粒子群優(yōu)化算法改進(jìn),使其能夠在一定的迭代次數(shù)下穩(wěn)定、全局地更新所有粒子的速度和位置,接近最大功率點(diǎn);接著第二階段對(duì)傳統(tǒng)的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法進(jìn)行改進(jìn),采用以Fibonacci數(shù)列作為步長(zhǎng)改變的依據(jù)并且優(yōu)化其加速因子,使其與第一階段算法很好的銜接,同時(shí)還能夠快速得到功率的最佳解,最后在各個(gè)階段的算法后設(shè)置了算法運(yùn)行終止條件,在算法的最后設(shè)置了重啟條件。其次,針對(duì)不同算法在不同陰影率遮擋光伏陣列時(shí),功率變化情況不同的問(wèn)題,在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,模擬了兩種遮陰情況,從靜態(tài)遮陰到動(dòng)態(tài)遮陰分別繪制了不同的MPPT算法的功率-時(shí)間曲線以及占空比-時(shí)間曲線,對(duì)比了傳統(tǒng)的智能算法以及傳統(tǒng)的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察算法,驗(yàn)證了新提出的算法在精度與速度上的明顯提升。除此之外,在LabVIEW中搭建了本文復(fù)合控制算法的仿真界面,將該算法進(jìn)行圖形化編程和演示,最終得出該算法的追蹤數(shù)據(jù)和追蹤效果圖。為了驗(yàn)證該復(fù)合控制算法在實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)中的表現(xiàn),設(shè)計(jì)了光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT實(shí)驗(yàn)平臺(tái),配置了Boost電路的參數(shù),設(shè)計(jì)了以DSP2812為核心的控制電路以及其他采樣電路、保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路等外圍硬件電路。在上位機(jī)中,使用CCS3.3完成了主程序、采樣程序等軟件的編程。最后對(duì)比傳統(tǒng)的算法,經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),證明了算法在優(yōu)化成功次數(shù)、最大功率、到達(dá)最大功率的時(shí)間上均具有優(yōu)勢(shì),最終確定了算法的可行性和先進(jìn)性。無(wú)論是仿真結(jié)果,還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明,在復(fù)雜光照條件下,粒子群融合變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法可以應(yīng)對(duì)功率-電壓曲線的多極值情況。同時(shí)表明了該算法不僅動(dòng)態(tài)性能好、追蹤速度快,而且能夠穩(wěn)定地、有效地提高光伏陣列的發(fā)電效率,對(duì)今后光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM615;TP18

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本文編號(hào)：1282166