不均匀光照下光伏发电系统mppt控制研究

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1、分类号：TM615学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（专业型）学位论文题目：不均匀光照下光伏发电系统MPPT控制研究英文题目：ResearchonMPPTcontrolofPVSystemunderunevenillumination研究生姓名：薛彬导师姓名及职称：韩如成教授培养单位：电子信息工程学院工程领域/专业：电气工程论文提交日期：2016年5月论文答辩日期：2016年6月6日答辩委员会主席：田慕琴教授论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外

2、，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写的研究成果。对本研究所做的任何贡献的个人或集体均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本声明产生的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：中文摘要中文摘要光伏发电是一种极具发展潜力的绿色的可再生能源，人们对其的关注度也越来越高，最大功率点跟踪（MPPT）控制是其中最关键的技术之一。但现实中的光伏发电系统总会受到光照不均的影响，当受到不均匀光照时，传统最大功率点跟踪策略容易陷入局部最优，所以，研究光照不均情况下的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略是很有现实意义的。不均匀光照下，光伏阵列可能由于局部温度过高，

3、造成热斑效应，系统输出功率会因此而降低，并且光伏阵列P-V曲线呈现多峰特性，这样传统的MPPT算法很容易出现误判，因此，为了使光伏阵列输出最大功率，提高发电效率，研究在光照不均情况下的MPPT控制算法对于实时有效的跟踪到光伏系统最大功率点显得至关重要。为了监测光照不均情况下光伏阵列运行状态，本文对基于ZigBee的光伏数据采集系统做了整体设计，并且研究了光伏电池的物理模型以及工作原理，利用MATLAB/Simulink工具箱搭建了其仿真模型；阐述了热斑效应以及解决方案，之后对不均匀光照下P-V曲线呈现出的多峰特性做出了解释并给出了数学模型，分析比

4、较了当前多峰MPPT算法的优缺点。针对粒子群（PSO）算法应用在MPPT多峰寻优上的不足，给出了一种改进型带扩展的回退PSO算法；最后对给出的算法的性能进行了数值测试，试验表明带扩展的回退PSO算法无论在寻优精度还是收敛速度等方面的效果都比标准PSO算法要好。基于上述带扩展的回退PSO算法在多峰寻优方面的优势，适合光照不均情况下的MPPT控制，利用MATLAB/Simulink工具箱搭建了基于带扩展的回退PSO算法MPPT系统仿真模型，结果显示该算法可以准确追踪到不均匀光照下的最大功率点，从而实现全局寻优。最后对光伏发电系统整体仿真，仿真结果表明

5、该方法可以实现不均匀光照下的全局寻优，最大功率点可以被准确快速的找到且具有良好的稳定性，验证了算法是可行有效的，这将有效提高不均匀光照下光伏系统的发电效率。关键词：光伏发电系统；MPPT；不均匀光照；PSOABSTRACTABSTRACTPhotovoltaicpowerasthecurrentmostpromisinggreenrenewableenergybecomemoreandmoreattentionbypeople,maximumpowerpointtrackingcontrolisakeytechnologyinphotovolta

6、icsystem.However,thePVsystemalwaysbeaffectedbythesituationofunevenilluminationinreality,underunevenillumination,thetraditionalmaximumpowerpointtrackingalgorithmmayappearmistake,therefore,researchonmaximumpowerpointtrackingcontrolofphotovoltaicsystemunderunevenilluminationhave

7、moresignificance.Underunevenlightingconditions,ifphotovoltaicarrayhasovertoppedtemperature,therewouldbethephenomenanamedhotspoteffectandthesystemoutputpowerwillbereduced,whilephotovoltaicarraysP-Vcurvesshowmultipeakcharacteristics,whichleadtotraditionalMPPTalgorithmeasilyappe

8、armistakes,therefore,inordertomakethePVarrayoutputmaximumpowerandimp