光伏发电系统最大功率跟踪方法研究

【摘要】：最大功率跟踪控制技术对提高光伏发电系统的效率具有重要意义，同时也是光伏发电这一领域的研究热点。本文以光伏发电系统为研究对象，针对最大功率跟踪问题展开研究，主要内容有： 首先，从光伏电池通用数学模型入手，对其简化，忽略对光伏电池输出特性影响较小的因素，得到光伏电池简化的数学模型。通过和通用模型对比仿真，简化模型不仅形式简单，而且能够满足工程使用的精度要求，为本文后续最大功率跟踪的研究奠定基础。 其次，针对独立光伏发电系统最大功率跟踪问题，基于短路电流法对环境突变响应的快速性以及牛顿法精度高的特点，提出短路电流法与牛顿法相结合的MPPT算法，该算法首先采用短路电流法将光伏电池工作点调节至最大功率点的附近，然后再应用牛顿法完成更具精度的最大功率跟踪。通过仿真分析，验证了此算法的准确性和快速性。 最后，基于单相光伏并网发电系统的电路拓扑结构，将系统分为直流和交流两部分，通过对交直流两部分电路阻抗性质的分析，论证了光伏并网发电系统在交直流阻抗方面具有统一性；同时，基于这种交直流阻抗统一性，应用阻抗模法来实现光伏发电系统的最大功率跟踪。通过和扰动观察法、电导增量法对比仿真，验证了所提方法在跟踪效果上具有较好的快速性和较高的稳定性。 【关键词】：光伏电池 最大功率点跟踪 算法 阻抗模法 光伏发电系统
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 研究背景与意义8
• 1.2 光伏发电系统研究现状8-10
• 1.3 光伏发电 MPPT 控制算法研究现状10-13
• 1.4 本论文主要研究内容13-14
• 2 光伏电池的简化模型14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 光伏电池的通用模型14-15
• 2.3 光伏电池模型的简化15-23
• 2.3.1 光伏电池简化模型的建立与分析16-17
• 2.3.2 光伏电池简化模型与通用模型的仿真比较分析17-20
• 2.3.3 简化数学模型仿真应用20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 短路电流法与牛顿法相结合的 MPPT 算法24-31
• 3.1 引言24
• 3.2 MPPT 算法24-26
• 3.2.1 短路电流法24-25
• 3.2.2 牛顿法25-26
• 3.3 短路电流法与牛顿法相结合的算法26-30
• 3.3.1 算法的实现26-28
• 3.3.2 算法的仿真与分析28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 4 光伏并网发电系统交直流阻抗统一性分析31-40
• 4.1 引言31
• 4.2 单相光伏并网系统结构组成31-33
• 4.3 单相光伏并网系统阻抗分析33-39
• 4.3.1 直流阻抗分析33-35
• 4.3.2 交流阻抗分析35-38
• 4.3.3 交-直流阻抗统一性分析38-39
• 4.4 本章小结39-40
• 5 基于阻抗模法的光伏发电 MPPT 算法40-55
• 5.1 引言40
• 5.2 阻抗模法原理40-42
• 5.3 阻抗模法的 MPPT 算法42-54
• 5.3.1 算法控制原理分析42-44
• 5.3.2 算法的实现过程44-47
• 5.3.3 算法的仿真及分析47-54
• 5.4 本章小结54-55
• 6 结论55-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60

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