光伏发电的最大功率跟踪研究

【摘要】：太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其取之不竭、用之不尽、无污染等优点，受到人们越来越多的重视。太阳能光伏发电是充分利用太阳能的一种有效方式。由于目前光伏电池板的价格比较高，转换效率比较低，为了降低系统造价和有效利用太阳能，对光伏发电进行最大功率跟踪(MPPT)显得尤为必要。 本文以独立光伏发电系统为研究对象，对其进行了理论分析，从系统的参数选择、拓扑结构、控制策略、最大功率跟踪及蓄电池的保护等方面作了详细的分析和研究。主要的内容有： 1．综述了国内外光伏产业发展现状。 2．介绍了常规光伏发电系统和带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成，结合光伏电池的输出特性，分析了最大功率跟踪的必要性。 3．详细分析了几种不同的DC-DC转换电路的工作特性和工作原理。 4．给出了光伏电池输出电流、电压的检测电路、信号调理电路；用于最大功率点跟踪的DC-DC转换电路；用M57962L实现了功率开关管的驱动电路。 5．设计出基于数字信号控制器dsPIC30F4011为核心的光伏电池阵列的最大功率跟踪控制；算法实现采用改变步长的微扰观察法。 6．分析了铅酸蓄电池充放电过程中的电化学反应机理；有效控制蓄电池的充、放电，避免了蓄电池在应用中出现过充、过放现象。 最后给出了实验结果，证明系统的控制方法和策略具有实用性。 【关键词】：光伏电池 最大功率跟踪 微扰观察法 DC-DC转换电路 控制电路 驱动电路
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TM615;TK519
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 人类所面临的能源问题8
• 1.2 光伏发电的特点与优势8-9
• 1.3 国内外太阳能应用的现状9-10
• 1.4 本文的目的和任务10-12
• 2 系统概述12-14
• 2.1 光伏发电系统的原理12
• 2.2 光伏发电系统的基本组成12-13
• 2.3 带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成13-14
• 3 光伏电池14-22
• 3.1 光伏电池的种类14
• 3.2 光伏电池方阵14-15
• 3.3 光伏电池的价格15
• 3.4 光伏电池的内部等效电路15-17
• 3.5 光伏电池的特性17-19
• 3.6 防反充二极管19
• 3.7 防热斑效应19
• 3.8 隔离二极管19-20
• 3.9 光伏发电系统的系统配置与计算20-22
• 3.9.1 光伏电池组件串联数N_s20-21
• 3.9.2 光伏电池组件并联数N_p21-22
• 4 DC-DC转换电路22-31
• 4.1 DC-DC转换电路22
• 4.2 DC-DC转换电路的分类22
• 4.3 (Buck)降压式 DC-DC转换电路22-25
• 4.4 (Boost)升压式 DC-DC转换电路25-27
• 4.5 (Buck/Boost)降升压式 DC-DC转换电路27-31
• 5 最大功率(MPPT)跟踪的设计31-48
• 5.1 概念31
• 5.2 最大功率点(MPP)31-32
• 5.3 MPPT原理32-33
• 5.4 MPPT的算法33-40
• 5.4.1 电压回授法33-34
• 5.4.2 功率回授法34
• 5.4.3 微扰观察法34-37
• 5.4.4 增量电导法37-38
• 5.4.5 直线近似法38-39
• 5.4.6 实际测量法39-40
• 5.5 主回路的实现40-41
• 5.6 驱动电路的实现41-43
• 5.6.1 MOSFET的结构和工作原理41-42
• 5.6.2 MOSFET的驱动42
• 5.6.3 M57962L的内部组成电路42
• 5.6.4 M57962L的主要特点42-43
• 5.6.5 M57962L的引脚排列43
• 5.6.6 M57962L实现的驱动电路43
• 5.7 控制电路的实现43-48
• 5.7.1 采样电路的设计43-45
• 5.7.2 微控制器45-47
• 5.7.3 软件实现47-48
• 6 光伏发电系统蓄电池的选用及控制48-54
• 6.1 蓄电池的概念48
• 6.2 光伏发电系统蓄电池的选用48
• 6.3 铅酸蓄电池的电池反应48-49
• 6.4 铅酸蓄电池的充放电特性49-51
• 6.5 蓄电池容量的设计及其充电特性51-52
• 6.5.1 蓄电池容量的设计51
• 6.5.2 蓄电池的充电特性51-52
• 6.5.3 MPPT控制充电52
• 6.6 蓄电池保护电路的设计52-54
• 6.6.1 蓄电池过充保护电路的设计52-53
• 6.6.2 蓄电池过放保护电路的设计53-54
• 7 光伏发电系统的部分电路实验及测试结果54-59
• 7.1 MPPT实验及其结果54-57
• 7.2 实验结果比较57-59
• 8 结论59-61
• 8.1 本文总结59
• 8.2 今后展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 攻读学位期间发表的论文65

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

光伏直流系统中超级电容充电电路设计与分析    蒋玮;胡仁杰;张金龙;

模糊自整定PID控制器在太阳能最大功率点跟踪中的实现    王宾;

三相光伏并网发电系统的控制研究    鲍鹏;王奔;邹超;范冕;

太阳能综述    赵斌;胡益锖;杨森;杨久贺;姒柏昌;张东辉;顾国扬;

独立光伏系统中超级电容器充电电路设计    温镇;胡仁杰;蒋玮;

独立式风光互补发电系统中最大功率控制策略研究    唐雁;方瑞明;

一种基于变换器拓扑的新型MPPT控制算法的研究    周峰;王慧贞;张海波;

基于改进扰动法的光伏电池最大功率点跟踪研究    曹冲;卢永杰;佘小莉;冯盼盼;胡华志;周鑫;

电动自行车太阳能充电系统最大功率跟踪电路    简智敏;

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

户用光伏发电系统控制策略的研究    董博

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

太阳能光伏发电系统控制器的研制    许龙飞

光伏系统平衡部件关键技术和问题的研究    封焯文

新型光伏发电系统的研究    韩志强

基于粒子群算法优化BP神经网络的光伏系统最大功率点跟踪研究    郭亮

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

数字式太阳能电池阵列模拟器的研究与设计    王爽

基于二分变步长跟踪法的独立式光伏系统的仿真研究    侯建富

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

新能源与分布式电源系统(上)    程明

IGBT专用驱动器M57962L    董兵 ,张庆海

最大功率跟踪控制在光伏系统中的应用    赵庚申,王庆章

具有最大功率跟踪功能的光伏户用逆变电源    孙佩石,何庆领

矿用电力机车交流传动系统开发可行性研究    张建军,赵军

带有最大功率点跟踪功能的光伏充电器    孙佩石,陶磊

具有最大功率点跟踪功能的户用光伏充电系统的研究    欧阳名三,余世杰,沈玉梁,王飞,苏建徽,赵为,夏小虎

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

太阳能半导体照明系统控制器的研究与设计    马磊;刘德明;黄黎蓉;文锋;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

跟踪式光伏发电系统的性能分析    高亮;蔡世俊;高鹏;李果华;施正荣;朱拓;

浅析青岛太阳能光伏发电发展的方向及推广对策    楚宪峰;黄翔;王岩;焦国嵩;王建华;

基于光伏发电系统的超级电容器充电效率的研究    张金龙;王久和;吴细宝;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

安徽首座变电站光伏并网发电系统的研究与应用    谢红福;何鸣;张可;王晓;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

分布式电源接入电力系统的问题研究    曾琦;李兴源;王建;

基于ARM的太阳能交通诱导屏实现    陈昌龙;徐家栋;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

分布式发电微网系统暂态仿真方法研究    李鹏

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

智能优化方法在电力系统调频中的应用研究    李红梅

弧形直线电机伸缩门及其控制研究    张志华

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

基于智能充电芯片的光伏发电系统研究    陆璐

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

用于城市公交车的能量再利用智能控制系统的研制    谢玉录

太阳能光伏发电技术现状及产业发展    孟强;

我国太阳能光伏发电产业趋势探讨    赵玉文;

我国和世界光伏发电技术、产业、市场发展情况比较    时璟丽;

太阳光伏发电    崔容强;喜文华;魏一康;张兰英;

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

德国太阳能产业生机勃勃 “费用返回”激励机制效果好    

基于变步长电导增量的光伏阵列MPPT控制策略的优化    刘敏安;王佳佳;陈湘;刘长清;

浅析风光互补发电系统    尹静;张庆范;

光伏发电温室的现状及技术前景研究    魏晓明;周长吉;丁小明;鲁少尉;曹楠;

中国光伏发电的发展及前景    罗雪莲;

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

光伏水泵系统及其控制的研究    苏建徽

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究    茆美琴

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

超级电容器直流储能系统分析与控制技术的研究    张慧妍

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

独立的太阳能燃料电池联合发电系统的协调控制设计与仿真研究    李炜

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

独立光伏系统中智能充电方法的研究及应用    王慧

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

光伏发电最大功率点跟踪及并网运行    杨伟昕

太阳能光伏电池变换器研究    杨杰

三相光伏并网逆变器的分析与研究    韩伟

1kVA单级式光伏并网逆变器的研制    孙继健

数字电流滞环控制的Buck-Boost DC-DC变换器    强新娟

太阳能光伏发电系统设计及运行分析    靳志会

风光互补发电系统控制技术综述    陈亚爱;金雍奥;

光伏并网逆变器的仿真研究    杨玉林;龚跃玲;张玲;

基于幅值积分的光伏并网功率调节系统研究    周林;廖波;龙崦平;张林强;李怀花;杜金其;

基于PWM整流器大功率光伏阵列模拟电源的研究    代林旺;刘京斗;荆龙;

基于粒子群算法的微电网分布式电源优化规划    陈眩姿;

太阳能综合实践案例与分析    戴愉愉;

营房太阳能一体化设计    曹梓煜;高广华;陈殊雨;张翼超;

小型风光互补能量控制策略探讨    顾勇;张晓峰;吕英丽;

相变蓄热罐传热过程的数值模拟    王辉涛;刘泛函;王建军;王仕博;王华;

风光互补供能系统的优化设计    秦斌;易柏年;

超级电容储能技术在可再生能源发电中的应用    赵秀雅;王培红;

基于智能充电芯片的光伏发电系统研究    陆璐

基于交流母线的光伏逆变器研究    李富国

光伏并网系统中的无功检测与补偿技术研究    王周龙

煤矿井下工作人员安全防护装备改进研究    孙鑫

面向电网公司的光伏电站监视系统的设计    王娜

电动车车载光伏发电系统的研究与设计    钟长艺

小型光伏发电系统及其MPPT的研究    张育宾

基于禁带宽度的独立式光伏发电智能能量管理系统的研究    邓栋

动态电压恢复器(DVR)直流储能系统的研究    刘新苗

超级电容器直流储能系统的分析和设计    赵玉叶

延长阀控密封铅酸蓄电池寿命研究——过充电保护与温度补偿特性    王鹤,杨宏,王雪冬,潘月清,段景汉,王鸿麟

经济效益和环境效益的结合──光伏水泵系统    余世杰,何慧若,沈玉梁,苏建徽,赵为

无刷直流电机反电势换向方法的探讨    雍爱霞,孙佩石,沈玉梁,苏建徽

独立光伏电站系统的仿真与优化设计    茆美琴,曹仁贤,何慧若

电力用阀控密封式铅酸蓄电池维护方法的探讨    沈梦甜

光伏水泵系统的最大功率点跟踪器    余世杰,战福忠,沈维祥,姜跃炜

可再生能源发电系统中VRLA蓄电池的过充电保护与温度补偿特性的研究    杨宏,王鹤,王雪冬,肖毅,崔容强,周至斌

光伏水泵系统中 CVT 及 MPPT 的控制比较    余世杰,何慧若,曹仁贤

高效光伏充电器的研制    曹仁贤

荷兰光伏发电近况    王斯成,朱俊生,刘鸿鹏,吴运东,殷志强

国产车价    

负载获得最大功率问题及推论    李月华!天津

最大功率是指什么?    陈功;

中国研发出世界最大功率LED光源    

对一道电工基础习题的辨析    陈旭昌;

中国研发出世界最大功率LED光源    章从福;

“电路允许最大功率”题切入点    钟浩然;

新车报价    

中国研发出世界最大功率LED光源并掌握封装技术    

负载获取最大功率分析及计算    徐丽艳

风光柴互补发电系统最大功率控制策略研究    冯乾;赵沛坤;梁俊霞;朱安西;施辉伟;朱炯;涂洁磊;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

太阳能与市电并联供电之LED交通号志系统研制    赵贵祥;李仁豪;严坤龙;

变速恒频风力发电机组的最大功率捕获的控制策略研究    杜志伟;赵峰;杜晓亚;

大功率CO_2激光切割技术的发展    陈传梁;

优秀中国式摔跤运动员无氧代谢能力特征研究    张茂林;

大功率扬声器与功率有关的若干问题    俞锦元;

优秀武术散打运动员无氧代谢能力特征的研究    赵光圣;高炳宏;郭玉成;

一种基于电缆高速数据传输中同步技术的DSP实现    李春红;顾亚平;孙海信;查雨;

电阻率CT技术应用研究    朱文仲;冷元宝;赵志忠;王锐;

光辉岁月——标致307    本报记者 贾琼

你将给爱车付出多少钱 主流车养车费用揭秘    钱龙

国内最大功率环保工作船交付    叶汉敏 张雨

超级跑车竞升级    Joan

我国成功研制最大功率电子直线加速器    记者 过国忠　通讯员 过敏敏

我国成功研制最大功率电子直线加速器    过国忠　过敏敏

中国汽车市场迈入“T”时代    吕磊

2.0黄金排量谁主天下    本报记者 张震

四大厂商争宠家用MPV市场    张涵

湘机将制造我国最大功率防爆电机    杨勋 唐树勋

光伏水泵系统及其控制的研究    苏建徽

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

电力系统静态电压稳定性快速评估方法研究    王亮

汽车制动能量回收系统的研究    万里翔

固体氧化物燃料电池新型阴极材料及在单室结构中的应用    魏波

感应耦合电能传输系统能效特性的分析与优化研究    夏晨阳

拳击下肢专项力量特征研究及训练辅助器械的研制    苏彦炬

采用智能天线和功率控制的Ad Hoc网络MAC协议的研究    范军

高频感应加热电压型逆变器功率控制研究    张智娟

不确定性条件下风电场有功功率控制方法研究    张珍珍

风光互补发电系统最佳功率点跟踪的研究    崔杏杏

左云风电场风机最大功率的跟踪控制方法及应用    张鹏

永磁直驱式风力发电机组的最大功率跟踪算法研究    道日娜

风光互补发电系统在高速公路中的应用研究    刘学

支持向量机回归算法预测局部遮阴光伏发电系统最大功率    赵丹

5KW光伏并网发电系统的设计及其控制系统的研究    廖红伟

光伏并网发电系统MPPT及控制策略的研究    吴伟标

最大功率跟踪控制方法的研究和仿真    姚冶肖

基于单周期控制的风力发电最大功率追踪控制策略研究    林震

离网型风光互补发电系统控制器的研究与设计    陶海亮