太阳能（光伏）应用系统优化控制的研究

【摘要】： 随着众多不可再生能源的消耗殆尽和环境污染的日益严重,新型能源的开发及利用逐渐成为人们日益关注的焦点。太阳能凭借其他能源不可比拟的优势,成为新兴能源中的宠儿。光伏发电应用系统,是太阳能利用的载体之一。近年来,随着光伏发电技术的发展,光伏发电应用系统得到越来越广泛的应用。光伏电池作为光伏应用系统中能量转换的重要部件,其效率的优化,即最大功率点跟踪控制的研究是光伏应用领域的一个重要课题。本文正是以太阳能光伏应用系统为研究对象,以光伏电池的效率优化为研究目的,以光伏电池的最大功率点跟踪控制为研究主线,展开了较为深入的理论和实验研究。 本文首先较为系统地综述了课题的研究背景,继而对光伏应用系统进行简单介绍,从而引出本课题的研究现状及研究意义;然后在给出光伏电池工作原理和数学模型的基础上,基于MATLAB软件编程,对其输出特性进行模拟,并结合TH110(17)型号电池的实际测量所得输出特性曲线,验证了该模拟方法的准确性,随后着重介绍了一种可模拟环境温度、光照强度、光伏阵列串并联数等参数的光伏阵列动态通用仿真模型,解决了以往只针对特定光伏阵列建模的局限性,并给出仿真结果;接下来,概述了最大功率点跟踪控制的原理及几种常用的最大功率点跟踪控制方法,在此基础上,对最大功率点跟踪控制的实现策略进行研究,建立了系统各个模块的仿真模型,进而比较了扰动观察法及电导增量法的跟踪性能,并提出一种改进的扰动观察法,仿真结果表明该方法可有效减少传统扰动观察法的误判功率损失,具有较好的动态响应速度和稳定度;最后详细研究了遗传算法和神经网络在光伏发电系统最大功率点跟踪控制中的应用,实验及仿真结果表明了基于遗传算法优化的径向基神经网络的优越性。 【关键词】：太阳能发电 光伏应用系统 最大功率点跟踪 遗传算法 RBF神经网络
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-20
• 1.1 课题背景6-11
• 1.1.1 能源危机与环境污染6-7
• 1.1.2 太阳能和光伏发电7-11
• 1.2 光伏应用系统概述11-16
• 1.2.1 光伏应用系统的构成11-13
• 1.2.2 光伏应用系统的分类13-16
• 1.3 国内外关于光伏应用系统的研究动向16-18
• 1.3.1 并网光伏应用系统16-17
• 1.3.2 变换器17
• 1.3.3 MPPT控制17-18
• 1.4 本课题的研究意义及主要内容18-20
• 第二章 光伏电池的建模及仿真研究20-40
• 2.1 光伏电池简介20-23
• 2.1.1 光伏电池的工作原理20-21
• 2.1.2 光伏电池的分类21-22
• 2.1.3 光伏电池的发展趋向22-23
• 2.2 光伏电池输出特性的研究23-34
• 2.2.1 光伏电池的等效电路23-26
• 2.2.2 光伏电池的输出特性26-28
• 2.2.3 光伏电池输出特性的仿真及实验研究28-34
• 2.3 光伏阵列的建模及仿真研究34-38
• 2.3.1 光伏阵列的数学模型34-35
• 2.3.2 光伏阵列的建模及仿真研究35-38
• 2.4 本章小结38-40
• 第三章 光伏应用系统最大功率点跟踪控制的研究40-68
• 3.1 MPPT控制的基本原理40-41
• 3.2 MPPT控制方法研究41-47
• 3.2.1 恒定电压控制法41-43
• 3.2.2 扰动观察法43-44
• 3.2.3 电导增量法44-46
• 3.2.4 模糊逻辑控制法46
• 3.2.5 其他MPPT控制方法46-47
• 3.3 光伏阵列MPPT控制的实现策略47-51
• 3.4 仿真结果及分析51-64
• 3.4.1 扰动观察法的仿真结果51-57
• 3.4.2 电导增量法的仿真结果57-63
• 3.4.3 两种MPPT算法仿真结果的分析与比较63-64
• 3.5 一种改进的扰动观察法64-67
• 3.5.1 改进扰动观察法的算法原理64-65
• 3.5.2 改进扰动观察法的仿真结果65-67
• 3.6 本章小结67-68
• 第四章 基于GA优化的RBF神经网络在光伏电池MPPT中的应用68-80
• 4.1 遗传算法68-71
• 4.1.1 遗传算法的基本思想68-71
• 4.1.2 遗传算法的特点71
• 4.2 RBF神经网络71-73
• 4.2.1 RBF神经网络的结构及特点71-73
• 4.2.2 RBF神经网络的学习方法73
• 4.3 基于GA优化的RBF神经网络在光伏电池MPPT中的应用73-78
• 4.3.1 基于GA优化的RBF神经网络的实现方法73-76
• 4.3.2 GA-RBF神经网络在光伏电池MPPT中的应用76-78
• 4.4 本章小结78-80
• 第五章 结论与展望80-82
• 参考文献82-85
• 致谢85-86
• 攻读学位期间发表的学术论文86-88

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PSIM的光伏并网系统的仿真研究    何人望;吴迅;齐艳;饶建兰;

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

光伏发电系统MPPT及自动跟踪控制的研究    焦凌云

计及感应电动机负荷的光伏并网系统的小干扰稳定性分析    田华

三相光伏并网系统控制策略的研究    常超

一种具有MPPT功能的并网逆变器研究    李建

太阳能光伏发电控制技术研究    王东娇

光伏阵列模拟器的设计    韩雄

基于DFLC的光伏发电MPPT控制策略的研究    解俊娣

双模式光伏控制系统的研究    何占宁

光伏发电系统的一种MPPT控制算法的研究    刘玉明

太阳能光伏电池综述    成志秀;王晓丽;

有源电力滤波器中交流同步采样的实现    刘小端,曾国宏

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;

太阳能光伏发电发展现状与趋势    蔡宣三;

基于最优梯度法MPPT的三相光伏并网逆变器    官二勇;宋平岗;叶满园;

几种光伏系统MPPT方法的分析比较及改进    徐鹏威;刘飞;刘邦银;段善旭;

太阳能光伏技术的研究与发展    薛钰芝,张力,林纪宁

一种用于光伏发电系统的新型高频逆变器    张超,何湘宁

有源电力滤波器中谐波提取的数字法实现    王勇,吕征宇,姚文熙,胡庆波,汪槱生

基于广义遗传优化的RBF算法在铁水脱硫中的应用    周世纪,彭燕妮,曹长修

太阳能光伏发电系统的研究    张化德

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

无功补偿电容器容量计算及放电器的配置    赵庆华,吴琦

SVC技术在电弧炉负荷变电站中应用设计    宋超;

一种SVC试验装置的设计    刘凯峰;郑常宝;

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

几种无功补偿技术的分析和比较    杨孝志;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

有源电力滤波器谐波电流检测研究及仿真    柯勇;钱峰;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

平衡单相负荷的补偿容量优化控制的SVC控制系统研究    丁仁杰;曹政;樊淼;

无源滤波器优化方法研究    任明炜;孙玉坤;饶翔;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

混合有源电力滤波器设计及其在谐波治理中的应用    苑舜;郭峰;

220kV元谋变电站工业动态无功补偿新技术STATCOM工程试验项目建设的意义    陆继志;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

基于频率偏移法的光伏并网逆变器孤岛检测    陈曦;李亚楠;陈阿莲;杜春水;张承慧;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

浅析TSC无功补偿装置    刘晖;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

多绕组变压器式可调电抗的研究与应用    田军

超冶金级硅的制备研究    于站良

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于DSP的三相四线制有源电力滤波器的研究    张云波

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

三相四线制并联型有源电力滤波器的研究    徐坤山

基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究    李宜娟

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

动态电压恢复器控制研究    付邦胜

城市给水管网改扩建优化设计模型研究    李京京

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

光伏发电发展及政策浅析    李啸凯;

太阳能光伏模块电气特性的数学建模与仿真    戴训江;晁勤;

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

变流技术在分布式发电和微电网上的应用    彭方正;

基于Matlab的单周期控制三相高功率因数并网逆变器的建模与仿真    杨志强;宋平岗;

直驱永磁风力发电机的控制策略研究    方蒽;宋金梅;

强度转移法在单片机模糊控制系统中的实现    胡治国,马玉坤

我国新能源产业及其发展对策初探    谌权章;

一种基于dsPIC30F4011的并网逆变器锁相控制方法    何占宁;夏东伟;刘玉朋;马秀秀;

低碳经济发展中不可或缺的成员——太阳能光伏技术    邵文青;

    全国政协常委、全国工商联新能源商会常务副会长、通威集团董事局主席 刘汉元

    刘汉元

    记者 王文韦

    

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

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

新型固态限流器及其对电力系统影响研究    陈刚

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

用于UPFC的串、并联双变流器控制策略研究    朱鹏程

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制与保护策略研究    陈海荣

基于Z源变换风光互补路灯控制系统研究    李文燕

太阳能发电装置的研究    李金锴

太阳能光伏并网发电系统的研究与应用    宋玉萍

超级电容器储能系统在光伏发电系统中的研究与应用    彭道福

智能建筑新能源应用及其节能评估方法的研究    陈志刚

微电网逆变电源控制策略的研究    张文波

聚光光伏系统的研究    高益兵

光伏并网发电系统关键技术研究    郭勇

基于SPWM技术的独立逆变电源设计    宋淑苹

光伏电池建模及其在光伏发电预测中的应用    蒋亚娟

基于DSP的三相光伏并网系统的研究    吕振;林振杨;孟祥海;张晓红;

双模糊控制法在光伏并网发电系统MPPT中的应用    李兴鹏;石庆均;江全元;

基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计    黄克亚;

基于占空比模糊控制的光伏发电系统MPPT技术    黄瑞;孙黎霞;

基于PSpice ABM的光伏并网系统仿真研究    方波;白政民;康龙云;

光伏电池模型与特性分析    曹翊;尤一龙;

光伏系统典型MPPT控制方法比较研究    尤一龙;黄克亚;尤凤翔;

基于扰动观察法的光伏系统典型MPPT分析    朱心怡;黄克亚;尤凤翔;

两种光伏MPPT的算法及仿真实验    潘东昱;张自强;董燕;

基于交流母线的光伏逆变器研究    李富国

光伏并网系统中的无功检测与补偿技术研究    王周龙

光伏并网逆变器的研究    曹建平

太阳能光伏发电系统控制器的研制    许龙飞

船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究    魏乔

光伏并网逆变器控制技术的研究    周森

单相双级式光伏逆变系统及MPPT方法的研究    薛苗苗

双模式光伏控制系统的研究    何占宁

充电站4KW屋顶光伏发电并网系统的研究与设计    聂洪涛

光伏系统中最大功率点跟踪系统的研究    王敏

RBF网络基函数中心选取算法的研究    朱明星,张德龙

各国光伏路线图与光伏发电的进展    杨金焕;邹乾林;谈蓓月;葛亮;陈中华;

太阳能电池并联电阻的一种测量方法    陈庭金,涂洁磊,汪东翔,董俊

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(上)    钱伯章;

太阳能电池研究和发展现状    毛爱华

太阳能光伏应用中的储能系统研究    陈维;沈辉;邓幼俊;

能源转换与储能装置的若干关键电极材料(2)    刘业翔

超导储能改善并网风电场稳定性的研究    吴俊玲,吴畏,周双喜

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

光伏水泵系统及其控制的研究    苏建徽

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

多支路并网型光伏发电最大功率跟踪器的研究    陈兴峰

PWM光伏逆变电源DC-DC电路及最大功率点跟踪技术的研究    周廷

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

双支路太阳光伏并网型逆变器的研制    廖华;许洪华;

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;

一种改进干扰观察法的仿真研究    李建;姚雪梅;夏东伟;

光伏电池最大功率点跟踪方法的研究    张国荣;项若轩;

基于MPPT的太阳能光伏充电控制器研究    严卫洲;潘俊民;

光伏并网逆变器的分析与研究    马幼捷;程德树;陈岚;郭润睿;周雪松;

浅析光伏并网发电系统研究中的关键问题    隋岗;韩嵩;

变结构模糊控制在光伏发电MPPT中的应用    李畸勇;王宏华;

光伏并网发电控制系统的研究    宋庆;

基于神经网络的光伏发电最大功率点跟踪算法    苏海滨;卞晶晶;刘强;卜自珍;

独立光伏发电系统最大功率点跟踪控制    孙亚宁;

基于dsPIC的光伏并网发电系统研究    叶刚;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

一种新型的光伏最大功率点跟踪拓扑    张超;何湘宁;

具有MPPT功能的太阳能充电器研究    孙超;郭勇;陈新;高华丽;

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;

基于模糊控制的太阳能电池最大功率点跟踪研究    张先飞;郑建勇;胡敏强;梅军;刘顺炮;

太阳能光伏水泵的控制研究    王飞;赵彦;周毅人;余世杰;沈玉梁;

爬山法误判现象的分析研究    谭理华;张兴;陈欢;孙龙林;

SMVSC-PI在光伏最大功率跟踪系统的应用    胡义华;陈昊;沈春燕;张亚兰;

太阳能系统绿化通信基站    中国移动设计院 彭广香

奥地利开发出电动汽车专用光伏电池系统    刘钢　黄国栋

并网加速 光伏逆变器提升能效    本报记者 冯健

恩智浦推出光伏能量高效提取装置    一凡

“能效矩阵”在可再生能源解决方案中的应用    中兴通讯 刘小光

上海普罗新能源：酝酿冲刺创业板    本报记者 张亮

智能电网为半导体业带来新机遇    Intersil公司首席执行官 Dave Bell

太阳电池及其利用方法(一)    青化 编译

“金太阳”从这里升起    本报通讯员 杨萃

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

用于现代电源系统的若干关键控制芯片研究与设计    章丹艳

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

独立的太阳能燃料电池联合发电系统的协调控制设计与仿真研究    李炜

太阳能并网发电系统关键技术研究    相海涛

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

变速恒频双馈机风力发电的若干关键技术研究    吴国祥

单相光伏并网逆变系统的分析与研究    徐鹏来

单相光伏并网发电系统的研究    单琳

三相光伏并网系统控制策略的研究    常超

光伏并网发电系统关键技术的研究    杨巍

基于阻抗源的单相光伏并网系统研究    谢柱

基于单片机的太阳能发电控制系统研究    路晓

户用光伏发电系统控制策略的研究    董博

太阳能光伏发电系统的研究    孔娟

光伏并网发电系统及其控制策略的研究    李征

基于输出电流的光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究    蔡晓峰