小型光伏系统蓄电池充电及跟踪优化

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1、分类号：TM92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：小型光伏系统蓄电池充电及跟踪优化英文题目：BatteryChargingofSmallPhotovoltaicSystemsandTrackingOptimization研究生姓名：张同余导师姓名及职称：杨铁梅教授培养单位：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4月论文答辩日期：2016年6月6日答辩委员会主席：刘超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

2、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，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：中文摘要中文摘要随着雾霾越来越被人们所熟知，空气质量的问题越来越得到人们的重视。而造成环境污染的重要原因是化石能源资源的燃烧，而化石能源资源的燃烧主要是用来发电，清洁能源的开发利用对缓解环境污染有很大的作用，而且化石能源资源的供应也变得日益紧张，开发和利用洁能源更是迫在

3、眉睫。太阳能作为一种绿色的能源，具有储量无限性、[1]分布普遍性、利用清洁性、利用经济性等优点。然而在太阳能的开发利用中太阳能的转化效率与太阳能的储存方法均有待进一步提高。本文针对分布式光伏发电所存在的一些缺陷，自行搭建了150W的光伏发电系统，然后深入研究了光伏发电的特性、蓄电池的充电特性曲线以及整个系统的耗能，对光伏电池的跟踪次数进行优化，并对蓄电池的充电进行了控制，使其达到最好的充电曲线。主要研究工作有以下几方面：(1)由于优化光伏电池跟踪次数和何时跟踪动作的确定，需要求取光伏电池板在不同情况下

4、发出的功率的多少，所以首先根据光伏电池的等效模型在MATLAB搭建了光伏电池的仿真图，然后进行仿真分析，得出光伏电池最大功率的影响因素，从而确定最大功率。(2)根据MPPT中变步长扰动法和自整定模糊PID法，在MATLAB/SimuLink中搭建整个光伏系统，然后比较分析，选择一种作为实际搭建光伏系统时所用的MPPT策略，根据光伏电池输出功率，跟踪次数，系统耗能，列写方程对跟踪次数进行优化，并对跟踪动作的时刻进行控制。(3)研究了蓄电池的各种充电方法，并分别作了相应的对比，然后结合光伏系统发电系统的特

5、性提出四阶段的智能充电策略，并完成最大功率跟踪和蓄电池充电的控制程序的编译。(4)根据太阳运行轨迹以及结合赤道坐标系和地平坐标系完成了太阳相对于光伏系统的运行轨迹的推导。根据实际情况完成了对太阳位置关系的计算公式的改进，从而得到更加符合实际情况的跟踪次数优化的方程，最后给出了跟踪软件的设计。(5)详细阐述了整个光伏系统中硬件部分的选型，并对各个硬件部分进行了搭建，然后进行相应的测试，在MATLAB中搭建优化跟踪次数的仿真模型进行验证，最后在MATLAB中搭建光伏系统的上位机，以便于监视和调试系统。关键

6、词：光伏系统；蓄电池充电；MPPT；跟踪优化IABSTRACTABSTRACTWiththehazebeingincreasinglywellknown,theimportanceofairqualityproblemhasbeenwidelyrecognized.Themostcrucialfactorcontributingtotheenvironmentpollutionisthecombustionoffossilenergyresources,whicharemainlyusedforpow

7、ergeneration.However,thedevelopmentandutilizationofcleanenergyhaveagreateffectonalleviatingtheenvironmentalpollution.Asthesupplyoffossilenergyshortageisbecomingincreasinglyprominent,thedevelopmentandutilizationofcleanenergyarealsobecomingmoreandmoreimmi

8、nent.Asakindofgreenenergy,solarenergyischaracterizedbylimitlessstorage，widedistribution,andhighefficiencycleanusage.Inthedevelopmentofsolarenergy,theconversionefficiencyandthestoragemethodofsolarenergyareessentialtobefurtherimpro