光伏发电MPPT控制方法研究与改进

【摘要】：在众多的新能源中，太阳能作为最清洁、储量最丰富的能源，受到了人们更广泛的关注。但是其主要的问题就是效率低，输出不稳定。因此需要运用先进的控制方法来尽量提高其效率和稳定性，从而能够使其真正地为人们所利用。 本文主要对于光伏阵列的最大功率点跟踪进行了研究，在传统光伏电池模型的基础上，考虑了阴影条件下光伏阵列的运行方式，进而将概念拓展到不均匀光照条件下的输出特性，并对这种不均匀光照条件下的跟踪方法进行研究。 对目前存在的几种常用的最大功率跟踪方法进行了比较研究，并分析了各自的优点和缺点，传统的最大功率跟踪方法，如恒定电压法、扰动观测法、电导增量法等，不适用于在光照不均匀条件下的最大功率跟踪。由于在不均匀光照条件下，光伏阵列的输出特性呈多峰值曲线，而不是单峰曲线，这就很容易使系统陷入局部最大功率点而无法追踪到全局的最大功率点。在这种情况下，需要一种新的控制方法来实现不均匀光照条件下的最大功率跟踪。而本文则采用了模糊控制算法来实现。 本文将模糊控制方法运用于光伏阵列的最大功率跟踪，并且针对光伏阵列自身的特性，提出了一种新型的更适用于光伏阵列的自适应模糊控制算法。 通过仿真验证，提出的方法不仅可以准确地追踪到全局最大功率点，并且可以减少在最大功率点附近的震荡。 【关键词】：光伏发电 最大功率跟踪 不均匀光照 模糊控制 自适应模糊控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题的背景和意义9-10
• 1.2 课题的国内外研究现状10-13
• 1.2.1 光伏电池发展现状10-11
• 1.2.2 最大功率跟踪研究现状11-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 第2章 光伏电池特性研究14-26
• 2.1 光伏电池工作原理14-15
• 2.2 光伏电池输出特性15-23
• 2.3 不均匀光照条件下光伏阵列的输出特性23-25
• 2.3.1 不均匀光照产生的原因23
• 2.3.2 不均匀光照条件下模型的建立23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 最大功率跟踪算法的研究26-37
• 3.1 几种最大功率跟踪方法的介绍26-31
• 3.1.1 恒定电压法（CVT）26-27
• 3.1.2 扰动观测法（P&O）27-28
• 3.1.3 电导增量法（InC）28-30
• 3.1.4 间歇扫描法30-31
• 3.2 一种改进的最大功率跟踪控制方法31-35
• 3.2.1 改进的恒定电压法结合变步长扰动观测法31-33
• 3.2.2 系统仿真结果及分析33-35
• 3.3 CVT+P&O 跟踪方法在不均匀光照条件下的应用35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 基于模糊控制算法的不均匀光照条件下最大功率跟踪37-51
• 4.1 模糊控制器的结构37-40
• 4.1.1 数字量向模糊量的转化37-38
• 4.1.2 隶属度函数38-39
• 4.1.3 模糊控制规则39
• 4.1.4 模糊量向数字量的转化39-40
• 4.2 模糊控制器的设计流程40-41
• 4.3 模糊控制算法41-43
• 4.3.1 查表法41-42
• 4.3.2 解析公式法42-43
• 4.3.3 软件分析法43
• 4.4 模糊控制在最大功率跟踪中的运用43-44
• 4.5 基于模糊控制的最大功率跟踪 SIMUlink 仿真44-47
• 4.6 最大功率跟踪系统中的结构设计和参数选择47-50
• 4.7 本章小结50-51
• 第5章 对于模糊控制运用于最大功率跟踪的改进策略51-57
• 5.1 自适应模糊控制器的结构51
• 5.2 改进后控制规则的设定51-53
• 5.3 改进后隶属度函数的确定53-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果63-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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