光伏系统最大功率跟踪控制器的设计

【摘要】：能源危机的到来,使得太阳能发电在政策扶持、技术突破的情况下得到大力发展。随着光伏电池的成本下降,光伏系统已经不仅仅只为偏远无电地区供电,而是逐步的走进人们的日常生产生活中,小到太阳能喷泉,太阳能路灯系统,大到太阳能汽车,太阳能制氢。在这些系统中,光伏系统都是不可或缺的。由于光伏电池的光电转换效率相对较低,为了使负载获得最大的输出功率,因此需要最大功率跟踪控制器对光伏系统进行控制。 本文首先介绍了光伏发电的发展状况以及MPPT的研究意义,总结了常用的最大功率控制算法以及DC-DC变换电路,比较了各种算法的优劣,并对扰动法的算法提出了改进。其次设计了Boost电路的主电路和控制电路,对Boost电路的效率进行了测试。本文采用高性能的数字信号处理芯片来输出PWM信号来控制IGBT的导通,通过调节Boost电路的占空比来改变光伏电池的输出电压。本文采用扰动法实现了光伏系统的最大功率跟踪。最后,对电路进行了实验,实验显示,系统能够对快速的跟踪最大功率点,整个系统设计能够安全、可靠地运行。在实验过程中,扰动法偶尔发生了误判现象,解释了误判现象的原因并提出了相应的解决方案。 【关键词】：最大功率跟踪 Boost升压电路 光伏系统 观察扰动法
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 国内外太阳能应用的现状7-10
• 1.1.1 国外太阳能技术的发展8-9
• 1.1.2 国内太阳能技术的发展9-10
• 1.2 MPPT研究意义10-11
• 1.3 主要研究内容11-12
• 第二章 MPPT算法以及DC-DC电路12-36
• 2.1 光伏电池的模型12-14
• 2.2 最大功率跟踪的概念14-16
• 2.3 几种常用MPPT的方法16-28
• 2.3.1 电导增量法16-18
• 2.3.2 观查扰动法18-21
• 2.3.3 输出参数的控制法21-26
• 2.3.4 最大功率点跟踪的模糊控制26-27
• 2.3.5 恒电压跟踪法27-28
• 2.4 MPPT算法评价28
• 2.5 DC-DC变换电路28-34
• 2.5.1 Buck降压电路28-30
• 2.5.2 Boost升压电路30-33
• 2.5.3 Boost-Buck变换电路33-34
• 本章小结34-36
• 第三章 Boost硬件电路设计36-47
• 3.1 系统总图36
• 3.2 主电路36-42
• 3.2.1 储能电感的设计38-39
• 3.2.2 二极管的选择39-40
• 3.2.3 RC吸收电路的设计40-41
• 3.2.4 Boost电路的效率41-42
• 3.3 检测电路42-44
• 3.3.1 电压采样电路42-43
• 3.3.2 电流采样电路43-44
• 3.4 驱动电路44-46
• 本章小结46-47
• 第四章 MPPT控制算法的软件实现47-53
• 4.1 软件设计概述47
• 4.2 DSP最小系统47-49
• 4.3 系统程序流程49-52
• 本章小结52-53
• 第五章 试验结果及其分析53-57
• 5.1 观察扰动法实现MPPT功能53-54
• 5.2 扰动法误判现象分析54-55
• 5.3 扰动法误判现象解决55-56
• 本章小结56-57
• 结束语57-59
• 参考文献59-62
• 发表论文和参加科研情况说明62-63
• 致谢63

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

基于模糊控制的最大功率点跟踪方法研究    任碧莹;钟彦儒;孙向东;同向前;

基于功率回馈的光伏系统MPPT控制器研究    余开江;康龙云;

太阳能光伏发电应用的现状及发展    赵春江;杨金焕;陈中华;邹乾林;

太阳能电池研究的新进展    倪萌,M K Leung,K Sumathy

太阳能光伏发电的应用    杨金焕;葛亮;谈蓓月;陈中华;邹乾林;

太阳电池充电器的MPPT与软开关综合控制方法    杨晓光;丁宁;汪友华;

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

基于MPPT的DC/DC变换器设计及光伏模块并联研究    张璇

双馈风力发电系统双PWM变换器的研究    陈曦

基于DSP的光伏并网逆变器的开发研究    王宏伟

光伏发电系统MPPT控制方法的研究    王岩

独立光伏发电系统及其MPPT的研究    王厦楠

光伏发电系统关键技术的研究    翁炳文

光伏并网发电系统及其控制策略的研究    李征

基于最大功率跟踪控制的离网型光伏发电系统研制    肖莹

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用    吴剑威;唐立新;

关于单片机升级到DSP可行性的探讨    李小强,魏里

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

全数字化抗三相不对称光伏正弦波逆变电源    叶爱芹;潘颖;

变频技术在医院污水处理工程中的应用    王军邦;

直流脉宽数字调速系统中电磁干扰的解决方法    张均华 ,肖国春 ,徐峰 ,王兆安

车载方波电源的设计    王玉峰;王仲初;徐畅;薛喜亮;

基于DSP的视频图像采集系统设计    孙亮;桂林;

有源逆变中SPWM工频误差问题的研究    闫国琦;李继宇;李明;魏得仙;梅慧兰;

基于STM32纯电动汽车电驱控制研究    胡伟明;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

基于PLC控制的PWM调节电容型SVC的研究    韩琳;李士杰;方科;张进;

基于LonWorks的新型风机控制器    唐鹏辉;张云贵;王丽娜;

基于STC89C52单片机PWM调速控制系统的硬件设计    刘紫晶;

TMd-50系列高压变频器在梅钢1780热连轧的应用    王文娟;

一种采用多重化整流技术的低谐波逆变弧焊电源    张光先;尹海;苗华伟;刘晨;

永磁同步电机谐波电流分析及其对转矩的影响研究    王晓远;周巍;

斩波式交流中频阻焊电源及其控制系统    高文成;马铁军;张勇;杨思乾;

液压舵机变转速泵源的研究    吴晓明;王俊娇;

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究    杨实

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

磁性液体微压差传感器的理论及实验研究    郝瑞参

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

信号注入法在有源配电网保护与控制中的综合应用    樊淑娴

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

广域电磁测深仪关键技术研究    蒋奇云

基于微分几何理论电力电子变换器非线性复合控制研究    乐江源

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

改善永磁接触器动态分断过程的方法研究    张钢岭

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

基于DSP的异步电动机软起动控制系统研究    肖大志

PID参数自整定方法研究与控制器研制    孟祥泉

宽范围输入逆变器的研制    於晓龙

基于软开关技术的不平衡半桥式逆变电源设计    梁保锋

电动摩托车用六相无刷电机控制系统的研究    王宏伟

基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究    朱志伟

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;

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

我国太阳能光伏产业的发展机遇与战略对策    沈辉;舒碧芬;闻立时;

发展风电并创造出口条件浅析    赵旺初;

西藏安多光伏电站电气设备绝缘特性的研究    孙广生,孔力,李安定

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

无功补偿技术在光伏并网发电系统孤岛检测中的应用    禹华军,潘俊民

并网光伏系统最大功率点跟踪控制的一种改进措施及其仿真和实验研究    杨海柱;金新民;

变速恒频风力发电关键技术研究    卞松江

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

变速恒频风力发电系统运行与控制研究    刘其辉

变速恒频交流励磁双馈风力发电系统及其控制技术研究    邹旭东

变速恒频双馈风力发电模拟平台的研究    谢震

15KW变速恒频双馈风力发电机励磁控制系统的研究    代洪涛

变速恒频风力发电用双PWM变换器的协调控制    陆城

模糊控制在光伏充电系统中的应用研究    谢磊

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

双馈风力发电系统控制技术研究    王宇

光伏系统最大功率跟踪控制的仿真研究    陈娟;何小阳;钟永彦;顾菊平;张蔚;

光伏系统的定额输出功率控制研究    丁文俊;宋平岗;

一种新型独立太阳能发电系统充放电电路拓扑    刘文明;魏殿杰;贠汝信;

光伏电池最大功率点跟踪方法的研究    张国荣;项若轩;

基于DSP控制的光伏并网逆变器最大功率的跟踪问题    杨海柱;金新民;

太阳能光伏系统工程成本分析及政策扶持    曾晓武;

光伏系统最大功率点追踪的一种改进方法    赵希;陈歆技;

一种单相光伏系统并网策略研究    崔开涌;张翼;俞俊杰;陈国呈;

一种光伏系统变步长MPPT策略研究    罗昉;徐鹏威;康勇;段善旭;毛承雄;

一种10kW光伏逆变器的研究与开发    朱正菲;周光明;沈煜;杜强;麻凯恩;

光伏电池工程用数学模型研究    傅望;郭珂;周林;

非逆变光伏系统在住宅公共照明的应用    张骞;孙鹏飞;韩慧锋;

光伏系统应用中的若干误区    杨金焕;陈中华;

一种用于光伏系统的改进型最大功率点跟踪方法    胡希文;张建文;王刚;卓自明;

固定式独立光伏系统中光伏方阵设计    李杰慧;刘祖明;李景天;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

独立光伏系统技术规范简介    刘祖明;李杰慧;杨鸿雁;周立新;康乐;

光伏发电在美国电力工业中的应用    杨金焕;陈中华;

一种新型太阳能控制器的介绍    裴小青;徐贞华;曾丁初;

太阳能发电技术综述    洪彬倬;聂一雄;

光伏系统功率跟踪技术    合肥 周民康

青海将建百万千瓦级太阳能基地    吴晶晶

深圳罗湖区：为高新技术成果转化创造条件    本报记者 崔大宁

NS SolarMagic电源优化器：提高光伏系统性能    

合肥开发商寻找节能新招    刘传勋

太阳能发电要突破应用瓶颈    本报记者 毛学农

甬合互补化“危”为“机”    通讯员 陈梓军　记者 宦建新

共筑安全联盟护航绿色能源    记者 丁莹

太阳能电力零距离接近传统电力    张力正

威海华控电工进军新能源领域    记者 徐榕蔚　实习记者 王歌

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

户用式光伏并网发电控制策略的研究    任碧莹

无线传感器节点能量管理系统的研究    赵清华

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究    江守利

太阳能热光伏系统机理与实验研究    陈雪

多酸/ZnO光伏电池的构建和性能研究    罗新泽

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

光伏离网发电储能控制策略的研究    方梁菲

光伏系统最大功率跟踪控制器的设计    刘宾

户用独立光伏发电系统控制电路的设计与研究    马洪莉

户用型并网光伏控制系统研究    陈金凤

一种基于新型MPPT算法的嵌入式太阳能光伏逆变器    陶宁波

太阳能光伏系统充电策略研究    王赛飞

电动汽车蓄电池混合能源充电技术的研究    孙兴中

光伏系统设计及最大功率点跟踪算法的研究与实现    朱丛

基于遗传神经网络的光伏阵列多峰最大功率点追踪    白静晶