光伏发电最大功率点跟踪的研究

【摘要】：随着能源与环境问题的日益严重,各国竞相发展绿色可再生能源,太阳能因其洁净,储量巨大等优点而倍受青睐。在太阳能的各种应用中,光伏发电备受关注。随着光伏组件价格的不断降低和电力电子技术的不断发展,光伏发电的效率不断增加,体积逐渐减小,这给设备的设计和制造提出了新的要求。 本文从光伏发电的最大输出效率出发,把光伏发电的能量不断变化作为研究对象,探讨光伏发电的核心技术之一的最大功率点跟踪。本文首先,对光伏电池的数学模型和输出特性进行研究,分析了外界温度和光照强度对输出特性的影响,在介绍了光伏电池工程数学模型之后,建立了光伏电池仿真模型。其次,针对光伏电池特性,深入分析了几种基于DC/DC的最大功率点跟踪的算法和其各自的优缺点以及应用场合,传统的MPPT控制策略都或多或少存在一些问题,比如：受环境因素影响大、功率易振荡、损耗大和直流电压可能会有崩溃的现象。主要浅析了扰动观察法在最大功率点跟踪时的运用,并对传统扰动观察法进行了改进,从而使得光伏电池始终工作在最大功率点并输出最大功率。最后,通过对未加入MPPT模块的光伏电池与加入MPPT模块后的系统的仿真,对比了两者的不同。结果表明,该方法能快速跟踪外部天气变化,使光伏发电系统在最大功率点稳定工作,具有良好的动态、稳态性能。 【关键词】：光伏发电 光伏电池 最大功率点跟踪(MPPT) 扰动观察法
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外光伏发电现况及前景10-14
• 1.2.1 国外光伏发电现状及前景10-12
• 1.2.2 我国光伏发电现状及前景12-14
• 1.3 我国光伏发电发展规划容量14
• 1.4 光伏发电系统概述14-17
• 1.4.1 光伏发电系统的基本组成14-15
• 1.4.2 光伏发电系统的分类15-17
• 1.4.2.1 独立光伏发电系统15
• 1.4.2.2 并网光伏发电系统15-16
• 1.4.2.3 混合型光伏发电系统16-17
• 1.4.2.4 光伏系统的应用17
• 1.5 光伏发电系统的最大功率点跟踪策略17-18
• 1.6 课题研究意义及主要工作18-19
• 第2章 光伏电池与光伏阵列19-26
• 2.1 光伏电池的种类19
• 2.2 光伏电池原理19-21
• 2.2.1 光伏电池的物理基础19-20
• 2.2.2 P-N节的形成20
• 2.2.3 光伏电池工作原理20-21
• 2.3 光伏阵列的建模21-24
• 2.3.1 光伏电池的数学模型21-22
• 2.3.2 光伏电池的输出特性22-23
• 2.3.3 光伏电池输出特性的工程计算方法23-24
• 2.4 光伏电池模型24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 光伏发电的最大功率点跟踪(MPPT)技术26-35
• 3.1 光伏阵列的输出功率特性26
• 3.2 最大功率跟踪技术26-27
• 3.3 MPPT实现方法的原理及特点27-35
• 3.3.1 电导增量法27-28
• 3.3.2 恒定电压控制法28-29
• 3.3.3 滞环比较法29-30
• 3.3.4 功率反馈法30
• 3.3.5 模糊逻辑控制法30-31
• 3.3.6 实际测量法31
• 3.3.7 扰动观察法31-34
• 3.3.8 本章小结34-35
• 第4章 最大功率点跟踪技术(MPPT)仿真分析35-40
• 4.1 最大功率跟踪算法模型35-39
• 4.1.1 MPPT模块35
• 4.1.2 PWM模块35-36
• 4.1.3 DC-DC变换器模型36-37
• 4.1.4 最大功率点跟踪仿真与分析37-39
• 4.2 本章小结39-40
• 第5章 结论与展望40-41
• 5.1 本文的结论40
• 5.2 今后展望40-41
• 参考文献41-44
• 致谢44-45
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果45-46
• 作者简介46

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