局部陰影下的光伏陣列MPPT算法研究.pdf

1、能源是人類社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和動力來源。一方面世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及世界人口的持續(xù)增長，使得能源的總需求量正以驚人的速度增長;另一方面全球的化石燃料儲量日益減少，并存在枯竭的危機(jī)。此外，化石燃料的大量使用造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。所以開發(fā)利用綠色可再生能源迫在眉睫。光伏發(fā)電是新興的可再生能源技術(shù)，以其自身特點得到了人們的關(guān)注。本文以光伏發(fā)電系統(tǒng)作為研究對象，以獲得遮陰下的光伏陣列的最大輸出功率為研究目標(biāo)。從以下幾個方面做了具體的研究。

2、>　　1)基于matlab/simulink搭建了光伏電池以及Boost電路的仿真模型。分析了光伏電池以及遮陰光伏陣列的輸出特性曲線的變化規(guī)律，為遮陰光伏陣列的最大功率點跟蹤(MPPT)算法設(shè)計做準(zhǔn)備。實測了兩種天氣下的光伏電池的峰值點數(shù)據(jù)，實測數(shù)據(jù)具有的規(guī)律與仿真分析的結(jié)果具有較好的一致性。
　　2)對比分析了四種傳統(tǒng)的MPPT算法，包括恒定電壓法、擾動觀察法、增量電導(dǎo)法以及模糊邏輯控制法。在算法分析的過程中，為后三種算法設(shè)計了

3、不同的交步長控制策略，并對它們各自的控制效果作了仿真分析。本文介紹了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過實測數(shù)據(jù)生成模糊邏輯控制規(guī)則的方法，為模糊控制規(guī)則的在線生成提供了條件。
　　3)存在局部陰影時，光伏陣列的功率-電壓特性(P-V)曲線出現(xiàn)多個極值點、電流-電壓(I-V)特性曲線呈現(xiàn)階梯狀，這使得基于單峰尋優(yōu)的傳統(tǒng)MPPT算法失效。為此，本文在研究遮陰光伏陣列輸出特性規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了一種具有全局搜索能力的MPPT算法。該算法先用粒子群

4、優(yōu)化(PSO)算法將輸入位置調(diào)整到全局最優(yōu)附近，再用變步長電導(dǎo)增量法得到全局最優(yōu)解。新的算法在減輕系統(tǒng)振蕩和加快搜索速度方面做了改進(jìn)。仿真結(jié)果表明，該方法不僅較好地克服了現(xiàn)有算法使用PSO大幅度隨機(jī)初始化粒子位置而導(dǎo)致的系統(tǒng)振蕩問題，而且有效利用傳統(tǒng)單峰尋優(yōu)算法的優(yōu)點，增強(qiáng)了系統(tǒng)搜索的快速性和穩(wěn)定性，取得了較好的控制效果。
　　4)本文最后對小型光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了設(shè)計。采用軟開關(guān)技術(shù)實現(xiàn)的Boost電路提高了功率電路的轉(zhuǎn)