基于Boost电路的MPPT光伏发电系统研究

【摘要】：化石能源日趋枯竭,核能发展受限,能源问题愈来愈成为全人类所不可避免的一个严峻挑战。光伏发电技术是太阳能利用的主要形式。基于提高太阳能转换效率的最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,简称MPPT)的提出与应用为光伏发电系统的优化利用提供了坚实的基础。 本文针对MPPT技术开展了细致的工作计划,完成了以MPPT控制器为核心的光伏发电系统设计和仿真,较好地解决了能量转换低下的问题。 首先,总体介绍了光伏发电系统。其次,阐述了光伏发电系统基本原理。然后就MPPT控制器的实现部分-——DC/DC变换电路,阐述了电路CCM工作模式,利用两种方法对Buck和Boost电路进行了建模和仿真分析。Boost电路设计简便、可升压,且能够保证一直工作于CCM下,具有更实用的特点。更进一步地,说明了传统MPPT算法的实现原理和控制流程,仿真研究表明改进型变步长扰动观察法在光强变化时具有较好的跟踪控制性能,但是温度变化时跟踪效果差。针对传统算改进型扰动观察发法不能很好地响应环境的变化同时存在严重振荡,偏差较大的情况,提出一种人工智能控制方法——模糊控制法,进行系统分析,模糊控制规则确定以及FIS编辑器参数设置等,完成了系统的设计。 最后搭建出光伏发电MPPT人工智能控制系统的仿真模型,设置相关参数。通过仿真结果的比较和分析验证了模糊控制法的有效性和可行性。 【关键词】：光伏发电系统 DC/DC变换器 MPPT 变步长P&O 模糊控制
【学位授予单位】：浙江工业大学
【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9-19
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 国内外光伏发电现状及发展策略10-12
• 1.2.1 国内外光伏产业现状10-11
• 1.2.2 光伏产业发展策略11-12
• 1.3 MPPT光伏发电系统介绍12-15
• 1.3.1 光伏发电系统基本组成12-13
• 1.3.2 光伏发电系统分类及应用13-15
• 1.4 MPPT概述和分类15-17
• 1.4.1 MPPT技术定义15-16
• 1.4.2 MPPT技术之算法分类16-17
• 1.5 本文所做的主要工作17-19
• 第2章 MPPT光伏发电基本原理19-29
• 2.1 光伏电池及其工作原理19-25
• 2.1.1 硅系光伏电池19-20
• 2.1.2 光伏电池工作原理20-21
• 2.1.3 光伏电池等效电路与输出特性21-25
• 2.225-27
• 2.2.2 DC/DC变换器实现原理25-27
• 2.3 MPPT技术原理27-28
• 2.3.1 最大功率点定义27
• 2.3.2 MPPT控制原理27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 MPPT控制器实现电路29-45
• 3.1 Buck电路分析29-35
• 3.1.1 工作特性及参数设置29-32
• 3.1.2 Buck chopper的Matlab\Simulink电路仿真32-34
• 3.1.3 基于状态空间平均法的Buck电路建模34-35
• 3.2 Boost电路分析35-43
• 3.2.1 工作特性及参数设置35-39
• 3.2.2 Boost chopper的Matlab\Simulink电路仿真39-41
• 3.2.3 基于状态空间平均法的Boost电路建模41-43
• 3.3 MPPT光伏发电系统DC/DC变换器选择43-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 MPPT传统算法研究分析45-54
• 4.1 MPPT控制算法45-49
• 4.1.1 恒压控制法45-46
• 4.1.2 扰动观察法46-48
• 4.1.3 改进型扰动观察法48-49
• 4.2 改进型扰动观察法的仿真研究49-53
• 4.2.1 光伏电池的Matlab\Simulink建模49-50
• 4.2.2 改进型扰动观察法的Matlab\Simulink仿真实现与分析50-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第5章 MPPT光伏发电人工智能控制系统设计54-66
• 5.1 模糊控制系统54-55
• 5.2 MPPT的模糊控制器设计55-60
• 5.3 模糊控制法仿真研究60-64
• 5.4 改进型扰动观察法与模糊控制法的比较研究与分析64-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 6.1 工作总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果74

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

发展中的太阳能光伏发电系统    邱毓昌

西藏光明工程先导项目──6kW无电村用光伏发电系统研制    江燕兴,许洪华,李平,刘光启,赵斌

中日合作太阳能光伏发电系统    李爽,刘光启,许洪化,赵斌

光伏发电系统:一种解决能源危机的重要方法    史云鹏,王莹莹,王超

光伏发电系统优化分析    汤叶华;谢建;刘祖明;廖华;陈庭金;

太阳能光伏发电技术(7) 光伏发电系统的负载与配线    马胜红;陆虎俞;

独立户用光伏发电系统成本影响因素及其分析    李冬梅;刘志璋;刘志强;

太阳能光伏发电系统为半导体行业带来新机会    周智勇;

高能效直流模块式光伏发电系统性能评估    刘邦银;段善旭;康勇;

太阳能光伏发电系统的原理及其发展    沈国良;赵旭升;

光伏发电系统用高效逆变器的研究    周光明;沈煜;张晋茂;麻凯恩;朱正菲;杜强;

太阳能光伏发电系统性能分析的模糊综合评价方法    陆亚萍;梁小冰;

分布式光伏发电系统及微型逆变器综述    程丽敏;曹阳;

太阳能光伏发电系统工程结构强度设计    郝文华;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

光伏发电系统建模及其控制器参数的全局优化设计方法研究    谢亦丰;祝明华;熊连松;李琛;卓放;张海龙;

用于热光伏发电系统的发射体材料的研究进展    徐峰;刘爱民;罗慧晶;翁占坤;

小型离网光伏发电系统的设计    程启明;李明;陈根;王鹤霖;

光伏发电系统的过去,现在和未来    冯垛生;

莱芜供电首建光伏发电系统    王宪才　魏延彬

莱芜供电公司建成首个光伏发电系统    通讯员 王宪才　魏延彬

光伏发电系统租还是买？    徐瑶

数倍聚光跟踪光伏发电系统解决太阳能高成本难题    申淳

晶澳公司捐赠光伏发电系统    特约记者 牛献力　通讯员 王丽英

美研制新式太阳能热光伏发电系统    记者 刘霞

广东最大户用光伏发电系统亮相    本报记者　 戈晓芳 见习记者 于洋

我市首座太阳能光伏发电系统正式并网发电    记者 王莹　特约通讯员 刘孟君

我省光伏产业又添高科技“新丁”    记者 星子

依托自然优势发展新疆光伏产业    苏国平　新疆经信委副主任

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

泛（火用）分析方法及其应用研究    蒋爱华

新型光伏发电系统的研究    韩志强

光伏发电系统监控与发电预测模型研究    李徐辉

光伏发电系统中双模式逆变器控制策略研究    周阳

光伏发电系统电压稳定控制技术的研究    王培波

光伏发电系统效率优化问题的研究    王丹

高效率的太阳能光伏发电系统设计及优化分析    谢旗辉

光伏发电系统高效电能变换技术研究    刘阳

基于双频变换器的单相光伏发电系统研究    方堃

单相光伏发电系统与并网控制策略的研究    宋涛松

太阳能光伏发电系统的研究    孔娟