光伏发电系统最大功率追踪控制研究(2)
proposes to adopt a new variable step size perturbation and observation
method for photovoltaic array to track the maximum power point, also
introduced its design ideas and tracking process, and use the Matlab
software to simulate the tracking system, experiment with the traditional
fixed-step perturbation and observation method under the same ambient
conditions, and then we compare and analyze their experimental
results.Finally, experiments on the method to track the maximum power
point,the output efficiency of the system is improved effectively.
Keywords Photovoltaic, Maximum power point, Perturbation and Observation
method, Fixed-step, Variable step size目 次
1 绪论-- 1
1.1 人类面临的能源问题 1
1.1.1 全球能源问题-1
1.1.2 中国的能源问题-1
1.1.3 应用化石能源带来的环境问题-2
1.2 人类在新能源方面的探索2
1.2.1 新能源简介-2
1.2.2 太阳能的利用-2
1.2.3 太阳能光伏发电的特点-3
1.2.4 太阳能光伏发电的发展前景-3
1.3 本课题的研究内容及方向4
2 光伏电池及其特性-- 5
2.1 光伏电池的物理基础 5
2.2 光伏电池的等效电路 5
2.3 光伏电池的伏安特性曲线5
2.4 光伏发电系统介绍 6
2.5 光伏发电系统的缺点 7
3 最大功率点追踪控制技术-- 8
3.1 光伏阵列在外界环境变化时的输出特性8
3.2 最大功率点追踪控制技术9
3.3 MPPT的研究进程 9
3.4 MPPT分类介绍 9
3.5 常用的MPPT控制方法- 10
3.6 MPPT控制技术普遍存在的问题--11
4 光伏系统MPPT控制方法研究 12
4.1 扰动观察法--12
4.2 扰动观察法的基本原理- 12
4.3 扰动观察法的工作过程- 12
4.4 扰动观察法的工作流程- 13
4.5 扰动观察法的振荡和误判问题- 14
4.5.1 扰动观察法的振荡分析-- 144.5.2 扰动观察法的误判分析-- 16
4.6 对扰动观察法进行改进- 16
4.6.1 基于变步长的扰动观察法-- 17
4.6.2 基于滞环比较的扰动观察法-- 17
5 最大功率点追踪控制系统的设计与仿真 20
5.1 追踪控制系统设计- 20
5.1.1 控制电路研究-- 20
5.1.2 DC/DC转换电路的功能实现过程- 20
5.1.3 系统的控制原理-- 22
5.1.4 MPPT控制模块模型22
5.1.5 控制系统的模型-- 24
5.2 MPPT仿真结果-- 25
5.2.1 P&O不同步长的比较- 25
5.2.2 仿真结果分析-- 28
5.2.3 P&O与变步长扰动观察法的比较- 29
5.2.4 仿真结果分析-- 31
结论32
致谢33
参考文献-- 341 绪论
能源是人类社会赖以存在和发展的重要的物质基础。 纵观人类社会发展的历
史，人类文明的每一次重大的进步，都伴随着对能源利用方式的改进与更替。 可
以说，能源的开发和利用，极大地推动了世界经济和人类社会的发展进程。
1．1 人类面临的能源问题
1.1.1 全球能源问题
现代世界经济的快速发展，得益于如石油、天然气、煤炭等化石能源的广泛
应用。所以，它是建立在化石能源基础上的一种经济形式。然而，这种经济的资
源载体将在21 世纪上半叶迅速的枯竭。综合估算石油的储量，可支配的极限值
为 1180~1510 亿吨，大约在 2050 年左右，石油储量将宣告枯竭。天然气的储备
估计在131800~152900 兆立方米，如果年开采量文持在 2300 兆立方米，那么它
将在 57~65年内枯竭。煤的储量约为 5600 亿吨，按每年开采 33亿吨计算，可以
供应 169年。铀每年的开采量为6 万吨，根据估计，可文持到21 世纪 30 年代中
期。而且至少在 2050 年前，核聚变还没有希望实现商业利用。化石能源短缺，
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