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光伏系统功率优化器的研究与设计

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 03:58:01
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光伏系统功率优化器的研究与设计【摘要】:本文研究并且设计了具有最大功率点跟踪(Maximum Power Point Track, MPPT)功能的光伏系统功率优化器,论文的主要工

【摘要】:本文研究并且设计了具有最大功率点跟踪(Maximum Power Point Track, MPPT)功能的光伏系统功率优化器,论文的主要工作如下:1.介绍了光伏电池的工作原理和输出特性,并依此搭建了光伏阵列的Matlab/Simulink仿真模型,研究了光伏阵列的功率输出特性。分析了在部分阴影遮蔽情形下,光伏阵列中存在多峰情形对其输出功率的影响。2.对比了几种常见光伏发电系统的拓补结构,论述了组件式MPPT功率优化器的优点。3.介绍了MPPT技术的工作原理,对几种常用MPPT算法进行了分析比较,采用了一种适用于功率优化器的改进变步长滞环比较MPPT算法,该MPPT算法有效提高了系统最大功率点追踪能力和稳定性。4.设计了功率优化器实验样机。主电路采用Buck变换电路,主控芯片采用ARM Cortex-MO系列芯片STM32F031F6P6;同时在电源设计时采用了开关电源设计使系统具有较高的稳定性。5.完成了功率优化器的系统调试,并对论文使用的MPPT方法进行了实验,实验结果验证了算法的有效性。 【关键词】:功率优化器 光伏阵列 变步长 滞环比较法 最大功率点跟踪
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-10
  • 第一章 绪论10-16
  • 1.1 光伏系统功率优化器的研究背景10-12
  • 1.1.1 国外光伏产业的发展现状与趋势10-11
  • 1.1.2 国内光伏产业的发展现状与趋势11-12
  • 1.2 光伏发电系统的常见拓扑结构12-14
  • 1.3 光伏系统功率优化器的研究进展14
  • 1.4 论文的主要工作和章节安排14-16
  • 第二章 光伏阵列及其仿真16-27
  • 2.1 太阳能电池的工作原理与输出特性16-18
  • 2.1.1 太阳能电池的工作原理16-17
  • 2.1.2 太阳能电池的输出特性分析17-18
  • 2.2 太阳能电池的模型及其仿真18-24
  • 2.2.1 太阳能电池的等效电路18-19
  • 2.2.2 太阳能电池的等效工程模型19-20
  • 2.2.3 太阳能电池的Matlab仿真20-24
  • 2.3 光伏阵列仿真24-27
  • 第三章 太阳能电池MPPT研究27-42
  • 3.1 太阳能电池MPPT控制原理27-28
  • 3.2 太阳能电池MPPT控制算法28-35
  • 3.2.1 开环MPPT法28-31
  • 3.2.2 扰动观测法31-32
  • 3.2.3 电导增量法32-35
  • 3.3 基于变步长的改进扰动观测法35-42
  • 3.3.1 变步长改进扰动观测法的理论基础35-38
  • 3.3.2 变步长改进扰动观测法38-42
  • 第四章 功率优化器的软硬件设计42-56
  • 4.1 功率优化器的总体设计42
  • 4.2 功率优化器的硬件设计42-52
  • 4.2.1 主控芯片的选取及外围电路设计42-45
  • 4.2.2 BUCK电路设计45-47
  • 4.2.3 驱动电路设计47-49
  • 4.2.4 采样电路设计49-50
  • 4.2.5 电源电路设计50-52
  • 4.3 功率优化器的软件设计52-56
  • 4.3.1 功率优化器总体软件设计52-53
  • 4.3.2 主程序设计53-54
  • 4.3.3 采样和滤波程序设计54-56
  • 第五章 功率优化器实验与结果分析56-65
  • 5.1 功率优化器实验平台简介56-59
  • 5.1.1 软件实验平台简介56-58
  • 5.1.2 硬件实验平台简介58-59
  • 5.2 实验结果与分析59-65
  • 第六章 总结与展望65-67
  • 6.1 总结65-66
  • 6.2 展望66-67
  • 参考文献67-71
  • 致谢71


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