基于变步长mppt光伏发电系统的研究与设计

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1、江苏大学硕士学位论文摘要太阳能是一种新型可再生绿色能源，具有利用经挤、储量大、清洁环保等优点。因此，太阳能的利用越来越受到当代世界的重视，而太阳能光伏发电技术的应用成为人们普遍关注的焦点。近年来，随着我国多个多晶硅生产项目的陆续完成，我国完全实现光伏电池原材料的自给，光伏发电系统应用于社会的时代即将到来。国内外很多科研机构、高校越来越重视对光伏发电系统的研究，在上述背景下，本文做了以下研究工作。本文在分析太阳能电池的等效电路和数学模型的基础上，利用MATLAB中Simulink仿真软件建立太阳能电池板的仿真模型，对不同温度及不同FI照强度下的太阳能电池输出电压电流特性、输出功率特性进行仿

2、真。在此基础上分析了进行最大功率点跟踪的必要性及直流变换器实现太阳能电池最大功率点跟踪的原理。在分析现有的最大功率点跟踪算法之后，提出了～种变步长的改进扰动法。在不同的阶段采用不同的扰动步长，这样既缩短了跟踪时问，又提高了精度，同时又解决了传统扰动法在最大功率点处出现典型振荡的问题，改善了最大功率点跟踪的动态性能。在总体方案仿真研究的基础上，搭建光伏独立系统硬件实验系统，主要包括：光伏DC／DC变换器设计、功率管驱动电路的设计、继电器驱动电路的设计、电压电流检测电路的设计、显示电路设计以及多路隔离DC．DC变换器的设计。软件设计的工作主要是以ARM芯片LPC2214作为控制的核心，编写了

3、相关的程序，主要包括：光伏系统最大功率点跟踪算法程序的设计、AD采样程序的设计、BUCK控制程序设计、显示程序设计、故障诊断程序的设计以及程序运行过程中相关的抗干扰设计。在实验平台上完成了大量的实验，进行的测试和试验结果验证了光伏发电系统设计及相关软硬件设计的可行性。所设计的验证MPPT算法的实验具有相当好的可行性，进行的对比试验说明改进的扰动法对实现太阳能电池的MPPT也具有较佳的跟踪性能。关键词：光伏发电系统，最大功率点跟踪，DC／DC变换器，MATLAB仿真江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThesolarenergyhastheadvantagesoflowcost，bigst

4、orage，cleanenvironmentalprotection，whichisanewkindofrenewablegreenenergy．Therefore,theuseofsolarenergyhasgetthemoreattentionofthecontemporaryworld，andtheapplicationofsolarphotovoltaicpowergenerationtechnologyshouldbecomethefocusofattentionofthecommonpeople．Inrecentyears，asChina’Smorepolysiliconpr

5、oductionprojectscompletedinsuccession，ourcountryfullyrealizedself-sufficiencyinphotovoltaicbatteryrawmaterials．Timesofthepowersystemusedinsocietyiscoming．Manydomesticandforeignresearchinstitutions，collegesanduniversitiespaymoreandmoreattentiontoresearchonphotovoltaicpowergenerationsystem．Inthisba

6、ckground，thispaperdoesthefollowingresearchworkonphotovoltaicpowertechnology．Basedonthetheoryofsolarcellpower,thispaperanalysestheequivalentcircuitandthemathematicmodelofthesolarcell．WiththehelpoftheMATLABsoftwarei,tbuildssolarcellofthesimulationmodeltosimulatethesolarbatteryoutputvoltagecurrentch

7、aracteristics，outputpowercharacteristicunderthedifferenttemperatureanddifferentsunshineintensity．Underthis，itanalysesthenecessityonthemaximumpowerpointtrackingandtheprincipleofDCconverterachievemaximumpowerpointofsolar