光伏跟踪系统设计与控制算法研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文光伏跟踪系统设计与控制算法研究专业：控制理论与控制工程硕士生：刘韦辰指导教师：何波摘要近年来，人们对能源的需求越来越大，也越来越多的关注能源安全和环境影响。可再生能源包括风能和太阳能等，也受到越来越多的关注。在这些可再生能源中，太阳能发电无噪音，无污染，需要最少的维护。高强度的阳光照射在太阳能电池板上的一段时间，可使太阳能电池板产生更多的能量。然而，太阳的迁移和天气的变化会影响太阳能电池板的输出功率。本文设计了一套基于视日运动轨迹，增加了MPPT功能的光伏自动跟踪系统，希望能提高光伏自动

2、跟踪系统效率。该系统由基于视日运动轨迹的光伏自动跟踪系统与MPPT最大功率跟踪系统组成。基于视日运动轨迹的光伏自动跟踪系统由万年历芯片计算出当前时间，并结合当地经纬度，计算出当前位置的太阳朝向和高度，通过单片机驱动两个电机，可以控制光伏电池板进行双轴转动，最终确定电池板接收太阳最佳方位。在实现上述功能后，通过外接扩展模块实现了基于MPPT最大功率跟踪系统，从而实现对最大功率点的跟踪功能。并用标准粒子群算法和改进的算法优化PID控制器的参数，进行了MATLAB仿真，得出结果。实验结果表明，基于视日运动轨迹与MPPT一

3、体化的光伏自动跟踪系统能在不同天气状况下对太阳进行准确跟踪，不仅能够自动控制太阳能板，保证太阳能板与太阳光相垂直，同时实现了MPPT最大功率点跟踪功能，尽可能多的供给蓄电池。关键词关键词：光伏跟踪系统；视日运动轨迹跟踪；关键词MPPT；粒子群算法I西安建筑科技大学硕士学位论文StudyondesignandcontrolalgorithmofphotovoltaictrackingsystemSpecialty:ControltheoryandcontrolengineeringGraduate:LiuWeiche

4、nInstructor:HeBoAbstractInrecentyears,peoplehavehadgreaterdemandsforenergyandarepayingmoreandmoreattentiontoenergysafetyandenvironmentaleffect.Renewableenergysources,includingwindenergyandsolarenergy,arealsogettingmoreandmoreattention.Ofallsuchrenewableenergys

5、ources,solarenergyproducesnonoiseorpollutionduringpowergenerationandneedsminimummaintenance.Followingexposuretohigh-intensitysunlightforaperiod,thesolarcellpanelmaygeneratemoreenergy.However,solarmovementandweathervariationmayaffecttheoutputpowerofthesolarcell

6、panel.ThisarticledesignsaphotovoltaicautomatictrackingsystembasedonsuntrajectoryandMPPTmaximumpowerpointtrackingintegrationtoimprovetheefficiencyofthephotovoltaicautomatictrackingsystem.Thesystemconsistsofthesuntrajectorybasedphotovoltaicautomatictrackingsyste

7、mandtheMPPTmaximumpowerpointtrackingsystem.Thesuntrajectorybasedphotovoltaicautomatictrackingsystemcalculatesthecurrenttimewithperpetualcalendarchip,calculatesthesunorientationandaltitudeofcurrentpositionincombinationwithcurrentlongitudeandlatitude,controlsthe

8、photovoltaiccellpanelforbiaxialrotationbydrivingtwomotorsthroughthesingle-chipcomputer,andfinallydeterminestheoptimalorientationforthesolarpaneltoreceivesunlight.Followingimplement