光伏发电系统最大功率跟踪研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:abeey2009
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在新能源中,太阳能是清洁、无排放物、可供人类长期使用的绿色能源。目前光伏发电技术的长足发展,使得光伏发电在能源领域受到了更广泛的应用和关注。由于光伏电池目前的光电转换效率仅仅维持在10%-20%之间,这是限制其发展的一个重要因素。所以提高光伏电池光电转化效率是目前该领域研究的主要方向。本文以光伏发电系统中的最大功率点跟踪算法作为研究方向与内容,开展了以下研究:首先对光伏发电领域背景和意义进行探讨,对国内外现状进行分析,掌握了该领域研究的重要性。对目前几种常见的最大功率跟踪算法进行了简要介绍,并分析了各自的优劣。研究光伏发电系统的基本组成部分,包括光伏电池、蓄电池、充电控制器、DC/DC、 DC/AC变换器等部件。并分别分析了光伏电池的通用模型和简化模型,随后使用Matlab/Simulink搭建了光伏电池简化模型,通过该模型输出的功率电压曲线以及伏安特性曲线,分析了光伏电池输出特性。研究并掌握了光伏电池在不同光照和不同温度情况下,输出的特性曲线也是有区别的,也进一步验证了光伏发电系统采取最大功率跟踪方法的必要性。介绍了几种可用于光伏发电系统中的变换电路,通过对它们之间的优劣对比,从中选取了Boost电路作为验证本文所提算法有效性的控制电路。并使用Matlab/Simulink软件搭建基于Boost电路的传统扰动观测法仿真模型,并进行了仿真,知道了传统扰动观测法存在的跟踪速度慢,到达最大功率后会有系统震荡的问题。针对传统扰动观测法存在的一系列问题,提出了一种改进型的变步长扰动观测法。最后通过Matlab/Simulink软件建立基于Boost电路的改进型扰动观测法仿真模型,同时验证了改进型算法步长选择的合理性和该算法的可行性。最后得出结论:该改进型扰动观测法可以提高光伏发电系统最大功率跟踪的速度,并提高系统稳态运行稳定性。
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