独立光伏发电系统最大功率点跟踪的研究

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1、独立光伏发电系统最大功率点跟踪的研究重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名：梁慧慧指导教师：王明渝教授专业：电气工程学科门类：工程重庆大学电气工程学院二O一四年五月Researchonthemaximumpowerpointtrackingofstand-alonePVpowergenerationsystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiangHu

2、ihuiSupervisedbyProf.WangMingyuSpecialty：ElectricalEngineeringCollegeofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.May,2014中文摘要摘要随着经济的发展，对能源的需求越来越大，传统不可再生能源日益枯竭，而且在应用过程中造成严重的环境污染。因此，绿色能源应运而生。光伏发电技术和产业不仅是当今能源的一个重要补充，更具备成为未来主要能源来源的潜力。本文独立以光伏发电系统为研究对象，以最大限度利用太

3、阳能为主要目标，开展独立光伏发电系统最大功率点跟踪控制的理论和仿真研究。光伏阵列输出特性是光伏发电系统研究中的最基本问题。本文在光伏阵列输出特性方程的基础上，运用Matlab/Simulink建立基于M函数的光伏阵列仿真模型，克服了单纯用Simulink元件库建立光伏阵列模型过程复杂的缺点，为实现系统仿真、指导理论研究和系统设计提供了基础保证。最大功率点跟踪(MPPT)方法是光伏发电系统中提高系统效率的重要手段。本文在介绍光伏阵列输出特性及其仿真模型的基础上，建立了以BoIBB变换电路为核心实现独立光伏发电系统MPPT的仿真模型，分析了最

4、大功率点跟踪的方法和原理并介绍了常见MPPT算法。针对传统扰动观察法的存在缺点，提出了一种变步长占空比扰动观察MPPT算法，变步长占空比扰动法与传统扰动法的最小步长相同，在稳态时两种算法的精度相似，但变步长的占空比扰动观察法在离MPP点较远的场合可以采用较大的步长，在保证算法精度的情况下具有较好的快速性。然后对这种算法运用Matlab/Simulink进行仿真。仿真结果表明：这种变步长扰动观察MPPT算法能够稳定、高效地跟踪光伏阵列最大功率点；同时，在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下，能快速寻找新的工作点，保持系统稳定，表现出很好

5、的动态特性。在光伏发电系统的设计中，具有重要的理论意义和实用价值。关键词：最大功率跟踪，光伏发电，光伏阵列，MPPT，MATLAB仿真，BoIBBI重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofeconomy,thedemandforenergyisincreasing,whilethetraditionalnon-renewableenergy,sourcesaredepleteddaybyday,andseriousenvironmentalpollutioniscausedintheappl

6、icationprocess,sogreenenergycameintobeing.Withthedevelopmentofphotovoltaic(PV)technologies,applicationsofphotovoltaichavegrownrapidly,indicatingthatthephotovoltaicareattractivetoproduceenvironmentallybenignelectricityfordiversifiedpurposes.Inordertomaximizetheuseofsolaren

7、ergy,thisthesisfocusesonthePVpowergenerationsystems,whichincludesmodelingofPVsystems,maximumpowerpointtracking(MPPT)methodsforPVarrays.ThemodelingofPVarraysisthebaseofresearchonPVsystems.ThisthesispresentssimulationmodelofPVarraysbasedontheoutputcharacteristicsformulas.It

8、canbedirectlyappliedincircuitsimulationandsystemanalysis.MaximumPowerPointTracking(MPPT)methodis