【摘 要】
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太阳能以其安全无污染、不受区域限制等优点,受到世界各国越来越多的关注。太阳能光伏发电是利用太阳能的重要方式。但目前太阳能光伏系统价格昂贵,转换效率低,大大阻碍了光
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太阳能以其安全无污染、不受区域限制等优点,受到世界各国越来越多的关注。太阳能光伏发电是利用太阳能的重要方式。但目前太阳能光伏系统价格昂贵,转换效率低,大大阻碍了光伏产业的发展。因此如何充分有效地利用太阳能显得尤为重要。太阳能最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术是提高转换效率,充分利用太阳能的有效措施。
本文首先以太阳能电池作为研究对象,对其进行了原理分析,并通过其等效电路和工作电压电流的关系式及厂家提供的相应参数,在Matlab/Simulink中搭建了光伏电池模型。该模型能复现光伏阵列在任意温度及光照强度下的输出特性,并比较了不同温度和光照对光伏阵列输出特性的影响,充分说明了光伏电池的非线性特性;其次,在详细分析了各种最大功率跟踪算法原理及优缺点的基础上,综合了恒定电压法和滞环比较法的优点,提出了一种改进算法,并从理论上说明了改进算法的快速性和稳定性,并通过对扰动观察法和改进算法的建模和仿真,比较分析了两种算法的功率输出波形,验证了改进算法的稳定性和优越性;再次,本文详细分析了最大功率跟踪实验中常用的几种DC/DC变换器的工作原理及相关参数,并就本文中运用到的Boost电路进行了Simulink仿真,验证了其升压特性及占空比对光伏阵列工作电压的影响。最后运用DSP模块搭建了系统实验平台,并在外界光照较强时进行了相关实验。实验结果表明,改进算法的MPPT控制系统在最大功率点处不再产生振荡现象,完全满足了系统稳定性的要求;另外通过实验数据计算可知,Boost电路的转换效率能达到90%以上,充分说明了改进算法的稳定性和优越性。
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