光伏水泵控制系統(tǒng)及其MPPT算法的研究.pdf

1、光伏水泵系統(tǒng)具有清潔無(wú)污染、系統(tǒng)自動(dòng)化程度高、系統(tǒng)的輸出與光照強(qiáng)度一致、安全可靠無(wú)需人員值守等優(yōu)點(diǎn)，非常適合廣大農(nóng)村地區(qū)和城市的自然景觀區(qū)域。太陽(yáng)能資源的開(kāi)發(fā)利用對(duì)能源的合理利用具有很大的意義。
　　本文以光伏水泵系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)光伏系統(tǒng)的MPPT算法和水泵電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)研究。通過(guò)matlab/simulink下建立的光伏電池仿真模型對(duì)電池的特性進(jìn)行了分析，并對(duì)光伏水泵系統(tǒng)最大功率跟蹤的常用控制方法進(jìn)行了研究。針

2、對(duì)擾動(dòng)觀察法存在的振蕩和誤判問(wèn)題進(jìn)行研究與分析，定步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法無(wú)法兼顧精度和速度，同時(shí)也無(wú)法避免誤判，電導(dǎo)增量法在精度和速度上有較好的兼顧但也無(wú)法避免誤判。隨后提出了針對(duì)振蕩進(jìn)行改進(jìn)的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法和針對(duì)誤判問(wèn)題改進(jìn)的功率預(yù)測(cè)擾動(dòng)觀察法，對(duì)這兩種算法進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明這兩種改進(jìn)算法分別能夠有效地避免振蕩和誤判問(wèn)題。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)這兩種改進(jìn)算法依舊存在一定的局限性，為了彌補(bǔ)兩種改進(jìn)算法各自的不足，提出本系統(tǒng)采取改進(jìn)的變步長(zhǎng)控制算法(基

3、于功率預(yù)測(cè)的變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法)，并且建立了系統(tǒng)MPPT控制器的仿真模型，通過(guò)Simulink仿真驗(yàn)證其有效性。
　　論文還結(jié)合光伏水泵運(yùn)行和光伏系統(tǒng)能量的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；經(jīng)過(guò)對(duì)單級(jí)和兩級(jí)式優(yōu)缺點(diǎn)的分析對(duì)比，選取了兩級(jí)式的結(jié)構(gòu)并對(duì)控制器進(jìn)行研究；設(shè)計(jì)了控制器的主要結(jié)構(gòu)和功能，分析并計(jì)算了硬件能量緩沖環(huán)節(jié)。同時(shí)為提高系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率，對(duì)系統(tǒng)輸出的V-f曲線關(guān)系進(jìn)行了優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)，使之與水泵特性曲線相適應(yīng)。利用SVPWM工程