不均勻光照下光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤與控制.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)原油儲(chǔ)量的下降以及使用化石燃料給環(huán)境帶來的巨大污染,對(duì)可再生能源的開發(fā)和利用得到了越來越多的關(guān)注。由于太陽能資源具有分布廣、無污染、零成本等優(yōu)點(diǎn),以及太陽能電池技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展,使得光伏發(fā)電成為新能源利用的主流方向。光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量來源于光伏電池通過一定規(guī)律組成光伏陣列。當(dāng)光伏陣列的光照強(qiáng)度不均勻時(shí),會(huì)產(chǎn)生“熱斑效應(yīng)”,并且光伏陣列的輸出特性曲線會(huì)有出現(xiàn)多個(gè)峰值。通常解決“熱斑效應(yīng)”的方法是采用附加旁路二極管和阻

2、塞二極管,這樣做保證了電池板的安全卻導(dǎo)致陣列輸出功率大幅下降。光伏陣列呈現(xiàn)多峰性的特點(diǎn),使得傳統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤算法無法適用。因此,建立合適的光伏陣列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),尋找合適的控制算法,在保證光伏電池安全性的基礎(chǔ)上提升輸出功率,對(duì)提高光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率具有非常重要的理論與實(shí)際意義。電導(dǎo)增量法在均勻光照下跟蹤精度高,但面對(duì)不均勻光照下的情況,容易陷入局部?jī)?yōu)。
　　本文查閱了國內(nèi)外大量參考文獻(xiàn),通過研究與實(shí)驗(yàn)提出了改進(jìn) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與電導(dǎo)增

3、量法(IBPNN-INC)相結(jié)合的最大功率點(diǎn)跟蹤算法。該算法能夠克服電導(dǎo)增量法在局部遮陰時(shí)的缺陷,有效的完成最大功率點(diǎn)跟蹤。通過與傳統(tǒng)電導(dǎo)增量法以及擾動(dòng)觀察法的分析比較,驗(yàn)證了本文提出的算法在不均勻光照下,光伏陣列呈現(xiàn)多峰時(shí),能夠快速、準(zhǔn)確的完成最大功率點(diǎn)跟蹤。另外,取代傳統(tǒng)附加旁路二極管的控制方法,本文應(yīng)用雙向?uk轉(zhuǎn)換器對(duì)光伏陣列進(jìn)行控制,這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠使每一個(gè)電池模塊都穩(wěn)定工作在各自的最大功率點(diǎn)處,保證了光伏陣列能夠輸出最大功率

4、。與附加旁路二極管的控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較,結(jié)果表明,理想情況下應(yīng)用雙向?uk轉(zhuǎn)換器控制系統(tǒng)平均輸出功率提高約10.58％。通過對(duì)光伏電池工作原理的研究,本文建立了新的太陽能電池模型,通過對(duì)其伏安特性以及“熱斑效應(yīng)”的驗(yàn)證,證明了所建模型的正確性。將該模型應(yīng)用到由本文提出的最大功率點(diǎn)跟蹤算法與光伏陣列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中,通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)能夠在光伏陣列處于不均勻光照時(shí)有效的完成最大功率點(diǎn)跟蹤,并且工作狀態(tài)穩(wěn)定,進(jìn)而證明了本文所提出方法