基于光伏陣列拓撲的全局最大功率跟蹤算法研究.pdf

1、隨著科技的不斷進步，傳統(tǒng)能源的供給已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟快速發(fā)展的需求，太陽能作為一種綠色、可再生替代能源，已成為人類的共識，光伏發(fā)電技術(shù)作為太陽能利用的主要技術(shù)，成為近年來廣大學(xué)者的研究重點。當前，光伏發(fā)電的最大功率跟蹤技術(shù)日趨成熟并得到大范圍的推廣應(yīng)用，但是光伏陣列在遮陰影響下，由于輸出曲線呈現(xiàn)多峰現(xiàn)象，傳統(tǒng)的最大功率跟蹤技術(shù)會陷入局部峰值點，影響輸出效率。因此，研究遮陰影響下光伏陣列的全局最大功率跟蹤控制方法，提高光伏發(fā)電效率，具有重要

2、意義。
　　本文提出一種適用于復(fù)雜光照條件下串聯(lián)光伏陣列的全局最大功率跟蹤控制算法，并分別在 Matlab/Simulink仿真平臺和構(gòu)建的實驗平臺上驗證了控制算法的可行性。具體內(nèi)容如下：
　　首先，以光伏電池的等效電路為基礎(chǔ)建立等效簡化數(shù)學(xué)模型，對模型進行等效簡化，根據(jù)光照及溫度變化對電池的影響，引入修正系數(shù)，得到符合工程精度需求的任意環(huán)境條件下的仿真用模型。利用該模型，對不同光照強度和溫度下光伏電池的輸出特性進行分析。<

3、br>　　其次，結(jié)合光伏電池的非線性特性，分析了利用 Boost電路實現(xiàn)光伏電池最大功率跟蹤的原理。對擾動觀察法進行了重點研究，對比分析了占空比擾動和電壓擾動的區(qū)別，提出擾動步長和擾動頻率的確定方法，在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建模型，分別在均勻光照情況下、光照突變情況下及光照持續(xù)變化情況下對擾動觀察法的性能進行了分析。
　　再次，對光伏陣列出現(xiàn)的熱斑效應(yīng)、失配現(xiàn)象及多峰現(xiàn)象進行分析研究，介紹了當前光伏陣列主要的拓

4、撲結(jié)構(gòu)，對不同陰影條件下不同拓撲結(jié)構(gòu)光伏陣列的輸出效率進行評估，選取組串式光伏陣列研究全局最大功率跟蹤控制算法。結(jié)合單個光伏電池數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出組串式光伏陣列模型，以擾動觀察法為基礎(chǔ)，提出了一種基于組串式光伏陣列全局最大功率跟蹤算法，分別在均勻光照情況下、遮陰情況下及光照條件變化情況下對提出控制算法的性能進行仿真驗證分析。
　　最后，搭建小型光伏發(fā)電系統(tǒng)實驗平臺，介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、參數(shù)確定、元件選型、電路設(shè)計以及控制器