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

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

太阳能光伏发电技术(11) 独立光伏系统与并网光伏系统    马胜红;陆虎俞;

逆变并网光伏系统应用的非理性现象    康明;李光胜;

光伏系统能量偿还时间的分析    杨金焕;

浅谈民用光伏系统    何思;

光伏系统应用的自适应多相变换器    A.Berasategi;C.Cabal;Y.El Basri;B.Estibal;M.Vermeersch;C.Alonso;

基于船岸一体的小型游船光伏系统的构建    张彦;袁成清;严新平;

新型市电互补光伏系统的设计与应用    朱德志;张春仙;

太阳能光伏发电技术(8) 光伏系统的安装调试    马胜红;陆虎俞;

太阳能光伏发电技术(9) 光伏系统的维护与检修    马胜红;陆虎俞;

光伏系统设计思路及注意事项    王润波;

光伏系统应用中的若干误区    杨金焕;陈中华;

并网光伏系统对配电网的影响及安全生产管理对策    张月超;梁冰;

光子晶体热辐射器应用于热光伏系统中的研究进展    杜盼盼;许静;李宇杰;陈金宏;

光伏系统用中小功率逆变电源的现状与展望    杨宏;王鹤;

广州地区倾角对光伏系统性能影响实验研究    陈维;沈辉;王宁;施晓丹;杨振宝;

聚光跟踪常规单晶光伏系统的产业化趋势    李杰吾;

并网光伏发电系统孤岛现象的混沌检测方法    李波涛;李鹏;张宏滨;王志强;马梦朝;

应用于光伏系统之直流／直流模组化转换器研制    陈建富;梁从主;赵兴国;

太阳能供电器推广应用中的几个问题初探    徐晓晨;马影辉;邵广义;

太阳能供电器推广应用中的几个问题初探    徐晓晨;马影辉;邵广义;

光伏系统是租赁还是购买    见习记者 徐瑶

大力推广光伏产业的实用工程    记者 李志强

中环光伏在宁打造光伏系统集成基地    记者 张希　通讯员 王静

欧洲政策调整助推中小光伏成主流    本报记者 李永强

中小光伏渐成新宠    本报记者 李桂琴

山东省博物馆光伏系统并网发电    赵国陆

中国大力发展光伏系统发电    秦京午

开发光伏系统市场前景广阔    中信集团武汉市建筑设计院 李蔚

分布式光伏应用安全隐患不容忽视    国网能源研究院 孙李平

我们的事业充满阳光    周慧　本报记者 吴长锋

基于Z源网络的三端口光伏系统研究    高志强

并网型户用光伏系统的孤岛检测技术研究    刘芙蓉

太阳能热光伏系统机理与实验研究    陈雪

热光伏系统数值模拟及其光谱控制方法研究    茆磊

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

热光伏系统的实验和理论研究    吴玺

并网光伏系统中混沌现象的研究    陈浩

基于全生命周期理论的光伏系统能耗分析    拜景彬

光伏发电充电与逆变控制研究    罗浩

分布式光伏接入对配电网稳态运行影响的研究    缪立恒

面向分布式光伏超短期功率预测的复杂云团建模研究    童建军

直流模块式建筑光伏系统DC/DC变换研究    孙稳稳

部分阴影情况下光伏系统MPPT控制研究    易准

水电—光伏系统小信号建模与分析    张珺

光伏系统直流微网智能接口及MPPT研究    张小倩

直流集成光伏模块并网系统的研究    王管建