光伏陣列最大功率點跟蹤畢業論文-資料下載頁

【導讀】重視，太陽能因為其獨特的優勢而得到世界各國的廣泛青睞。較低且價格昂貴，再者光伏發電系統的前期投入較大，為了提高太陽能的普及面，提高效率減少材料所造成的污染問題，必須對光伏發電系統加以有效的控制。總結這些方法各自優缺點，在實際應用中應根據具體環境選擇合適的跟蹤方法。括光伏陣列、電力電子變換器、儲能系統和負載等。本位分析重點側重光伏電池。光伏電池；最大功率點跟蹤；爬山法；電導增量法；模糊控制；

　　

【正文】 算時，計算機速度較慢，不適宜對控制要求較高的場合。 4． 3． 3 解析公式法 有些文獻資料也將模糊控制中的控制規則用解析式描述，通常 一般表達式為： (1 )u aE a EC? ? ? (41) 其中 :a為修正因子，取值在 0和 l之間 ，其中最簡單的算法控制規則為 : ( ) / 2u E EC?? （ 42） 根據被控對象的不同還可采用如下表達式： ( ) / 2u E EC?? ? ? (43) X表示一個與 X同號，而絕對值大于 X的最小整數。這種方法簡單易行，實時性強，但 a的取值需要根據系統的具體情況而 選定。 4． 4 自適應占空比法 4． 4． 1 自適應占空比擾動模糊控制法 通過 上文的研究 我發現可以在常規的爬山法的基礎上提出一種自適應占空比擾動模糊控制的 MPPT控制算法 [7]。常規的爬山法的原理是 給輸出電壓一個擾動（電壓增量），通過計算功率的大小變化，找到功率的改變方向，然而 其最大的缺點就是存在動態響應和穩態精度達不到協調的矛盾 ,自適應占空比擾動模糊控 24 制法 就可以 很好的解決上述矛盾 [7]。 4． 4． 2 算法的思路 圖 光伏電池 PV曲線 如 圖 42所示，首先將圖分為三個區域 ?、 ?、 ?，明顯 ?區斜率為正值，?區斜率為負值，最大功率點處斜率為零。當光伏電池工作點在 ?、 ?兩區域時 ,在實際系統中根據斜率確定其電壓擾動值△ V,當 K值確定后可以大致確定△ V,的大小，在 ?、 ?兩區域中 K值較大，且 VA VB，可以適當加一個較大的△ V；當工作在 ?區域時， K值較小，因此，應加一個較小的△ V；快速找到電壓擾動值間接上就是提高了最大功率點工作的速度。圖 43為 在 MATLAB/SIMULINK環境下建立的自適應占空比擾動模糊控制的仿真模型 。 25 圖 由圖可以看出，算法 MPPT模塊，其輸入為 PV輸出電壓與電流，其輸出為 boost電路占空比的參考電壓。考慮到在大多數情況下，光伏電池經過 boost電路后將對蓄電池充電或者連接到逆變器的直流側，在相對較小的系統采樣時間內， boost電路的輸出電壓變化很小，可視為恒定，故其負載在最大功率跟蹤實驗中用一個恒壓源串聯一個電阻來模擬。 事實上，即使 boost電路輸出電壓發生一定的變化，光伏電池仍然能夠保持最大功 率跟蹤輸出。但是考慮到 boost電路占空比的限制，其輸出電壓不可能無限制上升，否則會導致占空比過大而失調。 運行后可以得到波形圖 圖 可以發現，將模糊邏輯控制應用于光伏電池最大功率點的跟蹤不僅跟蹤迅速，而且到達最大功率點后基本沒有波動，即具有良好的動、穩態性能。此外，參數的計算方法也沒有前述的擾動法和導納法那么繁瑣。并且模糊控制技術已經日漸成熟，它的實現并不復雜。由此可見，將模糊邏輯技術應用于最大功率點跟蹤控制是可行的，并取得了良好的控制性性能。 26 4． 5小結 光伏 陣列的 輸出特性 明顯 的非線性性質。 輸出受外界環境影響大。 如何盡可能的提高太陽能的效率 ， 專家學者 在理論上和實踐上提出了光伏電池陣列的最大功率點跟蹤 這一課題 。 太陽能的廣泛利用前景更加速了人們對這一課題的突破，相信在不久的將來這一問題終將被人攻克。 本章中在爬山法和導納法的基礎上提出了一種改進的，具有在線參數調整功能的自適應占空比擾動模糊控制法。 能夠 保證動、穩態性能 的同時又提高了跟蹤速度 ， 當然隨著科技的發展，當前的技術以及新的技術都將得到長足的發展。 27 第五章 總結與展望 5． 1總結 隨著能源危機的日益臨近，人們也加快了研究太陽能的步伐 。地球所接受到的 有效地太陽能，雖然僅僅只 占太陽表面發出的全部能量的二十億分之一左右，但是這些能量相當于全球所需總能量的 3～ 4萬倍，可謂取之不盡、用之不竭。而且 電能是目前 世界上使用最廣泛的能源利用形式，把太陽能轉換成電能 無疑是利用太陽能的一種 最 有效途徑。目前對光伏發電系統的研究 課題 很多， 其 主要都集中在如何提高轉換效率和降低成本這兩個問題上。 總結前文 ，本文首先介紹 了光伏電池的輸出特性方程，運用 MATLAB／SIMULINK建立光伏電池模型，利用仿 真結果 對光伏電池的輸出特性，以及輸出電壓、電流與電池表面溫度、光 照強度等外界因素之間的關系作詳細地分析說明。在此基礎上提出了最大功率點跟蹤的基本原理與現實意義，介紹了現有的幾種比較常用的 MPPT算法的基本工作原理，包括恒壓法和爬山法，并對其優缺點進行了說明。在爬山法的基礎上提出了一種改進的、具有在線參數調整功能的自適應的占空比擾動模糊控制法。 5． 2展望 本論文設計的光伏電池最大功率點跟蹤系統仿真模型 雖然 達到了基本性能要求，但仍存在許多 不足之處 有待進一步完善之處。 ，經常因為干 擾造成報錯情況，對設計的進度有很大的影響。 研究， 也未 運用到 實際 光伏電池中去進行實驗。 3．此控制方法可運用現代控制理論再進一步完善，以達到更準確迅速跟蹤到最大功率點的效果。 。未來光伏發電系統的趨勢必將采用多種跟蹤方法相結合的方法，本文未闡述這一趨勢，略顯不足。 總之，今后太陽能技術的發展必將日新月異 ，在提高太陽能的光電轉換效率、與市電的并聯發電、對供電系統作監控保護等 方面還有許多問題有待研究。太陽能發電的前 景無疑是非常令人期待的 的。 28 致謝 時光飛逝，光陰似箭。馬上就要離開自己 生活學習 4年 的母校了， 還記得 4年前剛邁進江漢大學時的情景 ， 一切就像發生在昨天。真的要離開了， 真 的 舍不得阿，一路走來，停下來回頭看看，自己要感謝的人太多了 。 在我 的畢業論文研究期間，得到了許多老師和 同學的幫助，在此一并表示感謝。首先要感謝我的導師周榮政副教授，他 不僅 在我的 畢業論文方面給了我很大的幫助 ， 給了很多專業方面的建議， 他還傳授很多關于做人、做事方面的建議，給了我很多的啟發，這讓我終身受用。正是他的悉心指導和專業上的 支持，才使我的畢業設計 能夠順利進行。周 老師嚴謹的治學態度和 淵博的知識讓我在學業上獲益匪淺。從課題的選擇到論文 的最終完成，周老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此，謹向周 老師表示衷心的感謝 ！此外 ，我還要感謝測控 專業的同學給予我的幫助和支持 ， 直至論文的 最終 順利完成。對于一個 MATLAB初學者 ，剛開始 對于軟件是一竅不通， 正是在老師和同學的指導幫助下， 不斷地摸索，學習，提高，最終完成了畢業設計的要求，按照畢業設計的要求采 用了現階段比較先進 的模糊控制法來實現光伏電池的最大功率跟蹤，這對于我來說是一種鍛煉，這讓我 找到了對未來學習工作 一種正確的態度 。 在此再次感謝我的指導老師周榮政副教授和 08測控班的全體同學！ 29 參考文獻 [1] 葉青松 . 應用組件技術實現 MATLAB與其它高級語言的混合編程 [J].常州信息職業技術學院學報 ,2020, 3(1) : 3033. [2] 趙宏，潘俊民 .基于 Boost 電路的光伏電池最大功率點跟蹤系統 .電力電子技術， 2020，38（ 3）： 5557. [3] 陳興峰 ,曹志峰等 .光伏發電的最大功率跟蹤算法研究 [J] .研究與試驗 ,2020, l(119 ):811. [4] 禹華軍，潘俊民．光伏電池輸出特性與最大功率跟蹤的仿真研究．計算機仿真， 2020，26(2)： 248252． [5] 薛定宇，陳陽泉 .基于 MATLAB/SIMULINK的系統仿真技術與應用 .北京：清華大學出版社，2020. [6] 王長貴 .新能源和可再生能源的現狀和展望 .太陽能光伏產業發展論壇論文集， 2020， 9：417. [7] 張超，何湘寧．短路電流結合擾動觀察法在光伏發電最大功率點跟蹤控制中的應用[J]．中國電機工程學報， 2020， 26(20)： 98． 102． [8] 陳哲艮 .我國陽光 發電技術面臨的問題和對策 .能源工程， 1999， 1： 57. [9] 程啟明 ,程尹曼 . 光伏電池最大功率點跟蹤方法的發展研究 [J ] . 華東電力 . 2020 , 37 (8) :1 300 1 306. [10] 趙為 . 太陽能光伏并網發電系統的研究： [博士學位論文 ].合肥：合肥工業大學， 2020. [11] 戴晨駿 ,王宏華 . 基于模糊控制的光伏陣列 MPPT 仿真 [J] . 電氣技術與自動化 . 2020 2 (3) :136 148. [12] HART G W， BRANZ H M， COX C H． Experimental test s of openloop maximumpowerpoint tracking techniques for photovohaic arrays[J]． Solar Cells， 1984，13(2)： 913917 [13] MUTOH N， INOUE T． A controlling method for charging photo— voltaic generation power obtained by a MMPT control method to series connected ultra— electric double layer capacitors[JJ． 1EEE， 2020， 4： 2264— 2271． [14] ENSLIN J H R, WOLF M S, SNYMAN D B, et al. Integrated photo vottaic maximum power point tracking converter[J]. IEEE Trans. Ind. Electron., 1997, 44:769773