光伏发电系统中的MPPT技术

【摘要】：能源问题一直是众所关注的焦点，化石能源的有限性和污染性使人们把目光放到了可再生能源上。太阳能便是其中之一，其清洁、无污染、且总量可谓是取之不尽，人们对光伏发电的重视在不断地与日俱增，它是解决能源问题的一个有效方法。但是当前的光伏电池转换率低价格却昂贵，必须提高其发电效率，最大功率点跟踪技术(MPPT)的研究具有重要意义，其作为光伏发电的一个关键研究部分近几年一直在飞速的发展着。 本文首先介绍了光伏发电的基本原理，详细分析了光伏发电的主要组成部分。光伏电池的相关理论及等效电路和数学模型、蓄电池的品种与类型以及对它的充放电控制、控制器、逆变器的分类相关知识及其控制方式、孤岛效应的危害和3种检测方法，并简介了最大功率点跟踪技术的基本方法：恒压法、扰动法、以及电导增量法等，分析对比了其各自的优缺点，同时分析了非自寻优法的不足之处和应用的基本条件，及可能产生的震荡和误判情况的分析。对各个环节进行了详尽的讨论。 其次，对比分析了几种实现控制最大功率跟踪的DC/DC变换电路。包括降压式(Buck)、升压式(Boost)、Buck-Boost电路，包括其原理，主要的器件参数的选择，输出值的计算。选用合适的DC/DC做为前级电路，来控制占空比，来调制光伏阵列的输出，以达到实现MPPT的目的。 再次，详细分析了各种改进的变步长方法，神经网络法、模糊控制方法。 基于无约束最优化的步长的计算方法，在到达精度的情况下有效提高跟踪的速度，达到最优的MPPT。简介了神经网络法的模型，思路，学习算法，单独分析了BP神经网络的优势，及其在MPPT中的应用。模糊控制的想法，发展，以及控制器的设计步骤，和要注意的问题，解模糊的三种方法并最终选用重心法来求取精确值。 分析了以上各种方法存在的问题以及改进的思路及其改进方法的优越性。 最后总结分析了全文并对未来相关技术的发展与下一步学习与研究作出了展望，为将来的研究打下了基础。 【关键词】：最大功率点跟踪技术 光伏发电 DC/DC电路
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM914
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-10
• 1.1 背景与意义8
• 1.2 光伏的发展现状8-9
• 1.3 本文研究的主要内容9-10
• 第2章 光伏发电原理10-30
• 2.1 光伏电池11-13
• 2.1.1 光伏电池发电原理11
• 2.1.2 光伏电池的种类11-12
• 2.1.3 光伏电池的模型与特性12-13
• 2.2 蓄电池13-19
• 2.2.1 蓄电池的类型14-15
• 2.2.2 蓄电池的充放电15-18
• 2.2.3 蓄电池的 SOC 估计及其容量的计算18-19
• 2.3 最大功率跟踪技术19-23
• 2.3.1 MPPT 控制算法21-23
• 2.4 逆变器23-27
• 2.4.1 逆变电源24-25
• 2.4.2 离网逆变器25-26
• 2.4.3 并网逆变器的分类26-27
• 2.5 孤岛效应27-29
• 2.6 光伏系统29-30
• 第3章 DC/DC 变换电路30-34
• 3.1 Buck 变换器30-31
• 3.2 Boost 变换器31-32
• 3.3 Buck-Boost 变换器32-34
• 第4章 改进的 MPPT 方法34-45
• 4.1 变步长扰动法34-38
• 4.1.1 简单的变步长方法34-35
• 4.1.2 滞环比较法35
• 4.1.3 最优梯度法35-36
• 4.1.4 遗传算法36-37
• 4.1.5 遗传编码-模式搜索 MPPT 法37-38
• 4.2 神经网络法38-41
• 4.2.1 神经网络的模型38-39
• 4.2.2 神经网络的原理与学习算法39-40
• 4.2.3 BP 神经网络40
• 4.2.4 基于神经网络的 MPPT 控制算法40-41
• 4.3 模糊控制法41-45
• 4.3.1 模糊控制的原理41-43
• 4.3.2 模糊控制在 MPPT 中的应用43-45
• 第5章 MPPT 算法的仿真45-47
• 第6章 总结与展望47-48
• 6.1 总结47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-51
• 致谢51

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

光伏系统最大功率点跟踪控制仿真模型    李炜;朱新坚;

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

水平铅酸电池的实验研究与性能分析    何士娟,张承宁,彭连云,孙逢春,谭建

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

电驱动车辆双电机协调控制研究    李巍,张承宁

车用锂离子电池充放电性能及应用研究    魏跃远,林逸,林程,王震坡,何洪文

电动汽车续驶里程能量计算和影响因素分析    徐贵宝,王震坡,张承宁

双电机独立驱动履带车辆直驶稳定控制研究    孙红要;张承宁;曹磊;

BFC6100-EV电动大客车动力传动系统参数设计    李军求,孙逢春,张承宁,李红林,何洪文

锂离子动力电池特性研究    王震坡,孙逢春

电动低地板城市大客车研制中的关键技术    林程

电动汽车结构布置及设计    赵云;

电动车与可持续发展的交通环境    冯辉荣;丁艺;

串联式混合动力公交车的设计与仿真    王平;孙骏;

CA6100SH8并联混合动力客车工作模式与功率分配研究    赵子亮;李骏;刘明辉;刘东秦;刘吉顺;

理想制动力分配再生制动控制策略研究    崔胜民;张京明;宋宝玉;孙刚;

基于DSP的车用开关磁阻起动/发电机控制系统    赵德安;茅靖峰;施凯;

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

混合动力客车整车控制策略及总成参数匹配研究    刘明辉

混合动力汽车控制系统设计与仿真    何海

基于CVT的类菱形混合动力电动汽车系统研究与仿真    钟勇

超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究    唐西胜

隔离升压全桥DC-DC变换器拓扑理论和控制技术研究    姜雪松

混合电动汽车的智能控制方法研究    毛六平

纯电动试验车及其相关技术研究    张卫钢

混合动力汽车能量利用试验与仿真及评价方法研究    赵树朋

混合动力汽车感应电机转矩控制系统研究    刘艳

分布式光伏发电系统光电单元的设计与研究    周立身

光伏发电的最大功率跟踪研究    曹倩茹

太阳能光伏发电系统的研究    张化德

户用光伏并网系统的研究    任海兵

光伏发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究    闵江威

光伏并网逆变器的研制    杨军

单相光伏发电并网系统的研究    姜子晴

电动车动力蓄电池实验建模研究    王贵明

基于键合图的混合动力电动汽车用电机的建模与仿真    廖连莹

并联混合动力轿车整车性能分析和控制策略研究    白凤良

我国光伏产业的发展现状及前景    傅仲文;吴丽萍;韩媛媛;赵磊;

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

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;

可再生能源并网发电仿真    张金波,康龙云

逆变电源的谐波处理方法分析    谢运祥!广州510640,薛英杰!广州510640

户用光伏电源模糊自适应PID控制的研究    欧阳名三,余世杰,郑诗程,苏建徽

自适应算法在光伏发电系统最大功率追踪中的应用    张淼,吴捷,侯聪玲,李金鹏

以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器    叶满园;官二勇;宋平岗;

一种太阳能电池MPPT控制器实现及测试方法的研究    欧阳名三,余世杰,沈玉

采用单片机的太阳能电池最大功率点跟踪控制器    欧阳名三,余世杰,沈玉樑

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

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

带有MPPT功能的光伏矩阵仿真模型    赵晶;

风光柴互补发电系统控制策略的研究    尹静;张庆范;刘畅;

基于PSIM的光伏矩阵MPPT通用模型的设计与应用    赵晶;

日本太阳能光伏发电系统2004年度报告    王海鹰

基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器    陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华

“八面玲珑展威风”——介绍一种新的“采用数倍聚光的光伏发电系统”    王亦楠;

逆变器——优化光伏发电的装置    刘向阳;

太阳能光伏发电产业现状及发展    吕贝;邱河梅;张宇;

太阳能光伏发电系统在绿色生态小区的应用    廖伟聪;

BIPV光伏发电系统虚拟展示装置的研究    杜宝江;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析    黄维学;徐璞;

太阳能车一体化智能化的控制系统设计    余南华;王建飞;

太阳能控制器MPPT技术在通信基站的应用和发展前景    李海滨;陈国;张瑜;彭广香;

独立光伏发电系统储能新方法    孟昭渊;

光伏发电系统中的直流变换器综述    辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;

基于超级电容器储能系统的独立光伏发电系统的设计与研究    王培波;

太阳能光伏发电系统在海上的应用    李涛

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

光伏并网发电离我们还有多远    许圣王健

将太阳能电池板装进玻璃幕墙    黎方益 李之政 曾丁丁

太阳能光伏发电：何时点亮中国家庭    本报实习记者 范丽敏

太阳能：给奥运“增光添热”    赵永新

光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞    本报记者　　李文绚　　陶俊

在荒漠地区发展光伏发电有作为    王艳明

绿色企业家的光荣与尴尬    王义伟

绿色能源为奥运增光添彩    任启平祝福艳 张一鸣 张丽娅

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

蚁群并联光伏发电系统研究    姚利明

安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析    杨毅男

分布式光伏发电系统光电单元的设计与研究    周立身

小型光伏发电系统MPPT控制器的研制    赖东升

新型自适应步长控制的光伏发电系统MPPT研究    冯涛

光伏发电系统的一种MPPT控制算法的研究    刘玉明

独立光伏发电系统蓄电池充放电控制策略    陈海

小型光伏发电系统及其MPPT的研究    张育宾

光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析    陈闽江