光伏发电建模分析及其最大功率点跟踪研究

【摘要】：在能源枯竭,环境污染严重等背景下,太阳能以其绿色,环保,安全等独特的优点成为当今位居第二的能源,光伏发电技术也因此得到迅速发展。光伏电池是太阳能发电系统研究的重要环节,如何降低整个系统的造价并提高能源利用率,实现最大功率点跟踪是目前存在的最主要问题。许多控制方法虽然能成功跟踪最大功率点,但是在跟踪的速度,精度等方面存在着不同程度的误差,而且有些控制方法因为算法太过复杂而在实际中难以实现。 本文以分布式光伏发电系统为平台,综合分析比较了光伏发电系统存在的主要技术问题,首先介绍了课题背景意义以及国内外光伏发电的发展现状,并对光伏发电系统进行了简单的概述,然后对光伏电池的工作原理和输出特性进行了详细的分析,建立了更加贴近实际的电池模型并进行了MATLAB仿真,分析了常见的MPPT控制方法的优缺点,本文以减少功率损失,降低系统造价为主要出发点,提出一种基于查表功能的CVT算法,对其算法思想,仿真模型仔细研究然后进行仿真验证,并和传统的恒定电压法进行对比。仿真结果对比表明,基于查表功能的CVT算法在环境发生改变时,能更快捷地跟踪到最大功率点,且有效减少了跟踪过程中系统能量的损失,降低了系统造价。 【关键词】：光伏发电 最大功率点跟踪 MATLAB仿真 查表功能 新CVT算法
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题背景和意义8-9
• 1.1.1 课题背景8
• 1.1.2 课题的意义8-9
• 1.2 光伏发电的发展与现状9-11
• 1.2.1 国外光伏产业的发展与现状9-10
• 1.2.2 中国光伏产业的发展与现状10-11
• 1.3 论文主要研究内容11-13
• 第二章 光伏发电系统概述13-20
• 2.1 光伏发电系统的基本组成13-14
• 2.1.1 光伏电池13-14
• 2.1.2 蓄电池组14
• 2.1.3 变换器14
• 2.2 独立光伏发电系统14-15
• 2.3 并网光伏发电系统15-17
• 2.3.1 并网光伏发电系统的优势15
• 2.3.2 并网光伏发电系统的组成及分类15-17
• 2.4 分布式光伏发电系统17-18
• 2.4.1 分布式光伏发电系统的组成及特点17-18
• 2.4.2 国内分布式光伏发电的现状18
• 2.5 光伏发电系统的其他分类18-19
• 2.6 本章小结19-20
• 第三章 光伏电池特性分析以及模型的建立和仿真20-34
• 3.1 光伏电池的分类和工作原理20-24
• 3.1.1 光伏电池的分类20-22
• 3.1.2 光伏电池的工作原理22-24
• 3.2 光伏电池模型的建立与仿真分析24-28
• 3.2.1 光伏电池的等效模型24-26
• 3.2.2 光伏电池的输出特性26-28
• 3.3 光伏电池的建模与仿真28-33
• 3.3.1 仿真工具MATLAB/Simulink的简介28
• 3.3.2 光伏电池的仿真分析28-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 光伏发电MPPT算法的分析和研究34-50
• 4.1 光伏电池MPPT算法分析和控制原理34-36
• 4.2 常见MPPT算法的研究和比较36-46
• 4.2.1 恒定电压法(Constant Voltage Tracking,CVT)36-38
• 4.2.2 扰动观察法(Perturbation and Observation Method,P&O)38-40
• 4.2.3 电导增量法(Incremental Conductance Algorithm,INC)40-43
• 4.2.4 模糊逻辑控制法43-45
• 4.2.5 神经网络控制法45-46
• 4.3 多种MPPT算法的比较分析46-49
• 4.3.1 常见的MPPT算法的对比分析46-47
• 4.3.2 扰动观察法和电导增量法的仿真比较47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 基于查表功能的CVT算法的研究50-63
• 5.1 基于查表功能的CVT算法的基本思想50-51
• 5.2 温度和光照动态变化时表格的制定51-53
• 5.3 基于查表功能的CVT算法仿真模型的建立53-55
• 5.4 仿真及结果分析55-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68

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