基于DFLC的光伏发电MPPT控制策略的研究

【摘要】：在传统能源日趋紧缺、环境污染日益严重的大背景下，具有广泛性、无限性以及清洁性等基本特点的光伏发电备受世界各国关注，虽然太阳能具备多种发展优势，然而由于光电转换效率低、投资成本又极高使得光伏发电的发展受到极大限制，为此，本文从提高效率角度出发，提出了一种基于双模糊逻辑控制的最大功率跟踪控制算法，使得光伏阵列在任何情况下皆输出最大能量，提高了太阳能电池的利用率，这对于光伏发电的实际应用具有重要意义。 文章首先介绍了光伏发电的研究背景及意义，分析了光伏发电系统的构成及应用，接着介绍了光伏电池的特性，分别从光伏电池的工作原理、等效工作电路及其输出特性三方面进行详细分析，然后在MATLAB/SIMUlink环境下建立了光伏电池仿真模型，分析了光照强度和工作温度对其输出特性的影响。在此基础上，介绍了光伏发电系统的最大功率跟踪的工作原理和实现方法，详细分析了目前常用的最大功率跟踪控制算法，并列出各种算法的优缺点。针对在传统的最大功率跟踪控制中，存在不可忽视的响应慢和最大功率点振荡问题，文章提出了双模糊逻辑最大功率跟踪控制算法并进行了详细设计，在计算了所选Boost变换器主电路器件参数的基础上，利用MATLAB软件搭建了光伏发电系统最大功率跟踪控制模型，仿真验证了该方法动态响应性能良好，功率变化波动小，到达稳态后几乎没有波动，跟踪误差低，整体效果良好，将其应用于太阳能光伏发电系统中进行最大功率点跟踪是可行的。 【关键词】：光伏发电 太阳能 模糊控制 模糊PID控制 MATLAB仿真
【学位授予单位】：天津理工大学
【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
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 本课题研究背景与意义9-10
• 1.1.1 能源危机与环境污染现状9
• 1.1.2 丰富的太阳能资源及其特性9-10
• 1.2 光伏发电发展现状和前景10-13
• 1.2.1 国外发展现状10-12
• 1.2.2 国内发展现状12-13
• 1.3 最大功率跟踪13
• 1.4 本文的主要内容13-15
• 第二章 光伏发电系统和光伏电池15-28
• 2.1 光伏发电系统概述15-17
• 2.1.1 光伏发电系统构成15-16
• 2.1.2 光伏发电系统分类及应用16-17
• 2.2 光伏电池概述17-19
• 2.2.1 光伏电池工作原理17-18
• 2.2.2 光伏电池的种类及发展趋势18-19
• 2.3 光伏电池输出特性的介绍19-23
• 2.3.1 光伏电池的等效工作电路19-21
• 2.3.2 光伏电池的输出特性21-23
• 2.4 光伏电池的建模及仿真研究23-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 最大功率跟踪控制主电路的设计28-32
• 3.1 BOOST电路工作原理28-30
• 3.2 储能电感的设计30
• 3.3 滤波电容的设计30-31
• 3.4 二极管和功率开关管的选择31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 基于DFLC的最大功率跟踪控制算法的设计32-54
• 4.1 最大功率跟踪MPPT工作原理及控制策略32-39
• 4.1.1 恒定电压法33
• 4.1.2 扰动观察法33-35
• 4.1.3 电导增量法35-37
• 4.1.4 模糊逻辑控制37-39
• 4.2 双模糊逻辑控制算法的原理39-41
• 4.3 基于双模糊控制法的最大功率跟踪控制器的设计41-47
• 4.3.1 输入输出变量的确定42
• 4.3.2 模糊化42-43
• 4.3.3 模糊推理43-46
• 4.3.4 解模糊46-47
• 4.4 基于DFLC的光伏系统仿真模型的建立47-49
• 4.5 仿真结果及分析49-53
• 4.6 本章小结53-54
• 第五章 结论与展望54-56
• 5.1 工作总结54-55
• 5.2 未来工作展望55-56
• 参考文献56-59
• 发表论文和科研情况说明59-60
• 致谢60-61

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