基于模糊pid控制的光伏系统最大功率点跟踪的研究

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1、浙江理工大学硕士学位论文基于模糊PID控制的光伏系统最大功率点跟踪的研究摘要近来，随着经济快速发展，环境污染越来越严重。在可持续发展大背景下，在全球范围内，都在寻找一种清洁能源来代替传统的化石燃料。有着独特优势的太阳能登上了舞台，受到很多国家的重视。建立光伏发电系统和提高其效率变得尤为重要。随着温度、日照强度等外界参数的变化，光伏电池的输出功率是不断变化的。若想获得最大的输出功率，对其进行最大功率点跟踪(MPPT)是不可或缺的。由于光伏发电系统不是一个线性的系统，对其采用模糊控制会有好的效果。针对现有的模糊控制法仍然存在震荡，跟踪速度不够快，提出了一种改进的模糊控制算法，即将P

2、ID控制与模糊控制结合起来的模糊PID控制法。主要研究工作如下：首先，本文以光伏并网发电系统作为研究对象，分析了其相关背景和国内外的现状。实现最大功率点跟踪的是DC/DC变换电路，通过对常见拓扑结构的分析，选择了Boost变换电路，并对其相关参数进行了推导。其次，从光伏电池的发电原理出发，依次介绍了其等效电路和输出特性。针对最大功率点跟踪的原理进行了重点分析。对几种常见的MPPT方法包括恒定电压法、扰动观察法、电导增量法的原理进行了分析。重点对模糊控制法和本文所提出的模糊PID控制法进行了详细的设计，并应用了可变论域的思想。再次，在Matlab/Simulink环境下，建立了光

3、伏电池、光伏阵列的仿真模型和Boost电路实现通用的MPPT模型。依次对电导增量法、模糊控制法和模糊PID控制法进行仿真实验。在光照突变时，对以上三种方法进行仿真，实现MPPT所用的时间分别为0.15s、0.007s、0.002s，且模糊PID控制法的波形表现最好。仿真结果表明，模糊PID控制法对外界环境变化响应快，震荡小，稳态性能最好。最后，采用TMS320LF2812处理器为主控制器，实现光伏发电系统的整体设计。在此平台上对模糊控制法和模糊PID控制法进行对比实验。实验结果表明模糊PID控制法确实具有跟踪速度快，稳态性能好和震荡小的优点。关键词：光伏系统；最大功率点跟踪；D

4、C/DC变换器；模糊PID控制I浙江理工大学硕士学位论文基于模糊PID控制的光伏系统最大功率点跟踪的研究TheResearchofMaximumPowerPointTrackingbyUsingFuzzyPIDControlinPhotovoltaicSystemAbstractRecently,witheconomicdevelopmentrapidly,environmentalpollutionisgettingworse.Inthecontextofsustainabledevelopment,onaglobalscale,allarelookingforacleane

5、nergysourcetoreplacetraditionalfossilfuels.Solarenergywhohasauniqueadvantageboardedthestageandcherishedbymanycountries.Constructionofphotovoltaicpowergenerationsystemandimproveitsefficiencybecomesparticularlyimportant.Withthechangeintemperatureandirradianceandotherexternalparameters,theoutpu

6、tpowerofthephotovoltaicisconstantlychanging.Toobtainthemaximumoutputpower,maximumpowerpointtrackingisindispensable.TherearemanywaysforMPPTwhichhasdiverselimitations.BecauseofthePVsystemisanonlinearsystem,usefuzzycontrolmayhavegoodcontroleffect.Tofurtherreducevibrationandimprovesteady-statepe

7、rformance,inthispaper,PIDcontrolandfuzzycontrolcombiningafuzzyPIDcontrolmethodwasproposed.Themainresearchcontentsareasfollows:Firstly,thepaperfocusesonthephotovoltaicgrid-connectedsystemandanalyzesthecurrentsituationfordomesticandforeign.ToachieveM