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基于DC/DC变换器的分布式MPPT光伏系统研究

作　者: 邵卫超
导　师: 朱凌; 程志光
学　校: 华北电力大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 光伏系统 分布式MPPT 改进增量电导法 Boost电路
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


伴随世界经济的迅猛发展,传统化石燃料的储量正在不断下降,新能源的开发利用迫在眉睫,而太阳能是未来最有前景的可再生能源之一。近年来,光伏发电工程逐渐增多,其光伏电池阵列组成形式主要是传统的集中式MPPT结构。其主要特点是结构简单,成本较低,但是当遇到阴影遮挡等原因造成的失配问题时,系统的整体发电效率会大幅降低。为了解决光伏电池阵列失配情况下的效率降低问题,采用分布式MPPT结构的光伏系统应运而生。本文基于分布式MPPT结构光伏系统,首先根据光伏电池的工作原理,分析了光伏电池的等效电路及其数学模型,并基于MATLAB/Simulink建立了光伏电池的仿真模型,其仿真结果与光伏系统设计软件PVsyst给出的实际光伏电池输出特性曲线相符。然后着重研究了增量电导法最大功率跟踪控制策略,在对增量电导法进行适当优化的基础上给出了一种改进的增量电导算法,并利用上述光伏电池模型和Boost DC/DC变换电路及改进算法建立单个光伏电池的最大功率跟踪仿真模型进行仿真分析,验证了改进算法的有效性。最后运用PVsys(?)软件研究了阴影遮挡对光伏电池阵列发电量的影响,并通过MATLAB/Simulink建立集中式MPPT结构和分布式MPPr结构光伏系统的仿真模型,分别对两种结构光伏系统在不同光照情况下的输出特性进行仿真研究,仿真结果表明采用分布式MPPT结构光伏系统可有效解决阴影遮挡失配问题。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 选题的背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究动态  9-13
    1.2.1 光伏电池的发展现状  9-10
    1.2.2 MPPT控制策略的研究现状  10-12
    1.2.3 分布式MPPT结构光伏系统的研究现状  12-13
  1.3 课题研究内容  13-14
第2章 光伏电池原理及其仿真研究  14-24
  2.1 光伏电池的基本原理  14-15
  2.2 光伏电池的输出特性  15-16
  2.3 光伏电池输出特性的仿真  16-23
    2.3.1 光伏电池的等效电路  17-18
    2.3.2 光伏电池的数学模型  18-19
    2.3.3 光伏电池的仿真模型  19-20
    2.3.4 仿真结果分析  20-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 DC/DC变换电路及其最大功率跟踪  24-36
  3.1 DC/DC变换电路  24-28
    3.1.1 DC/DC变换电路简介  24-26
    3.1.2 DC/DC变换电路选取  26-28
  3.2 增量电导法及其改进  28-31
    3.2.1 传统增量电导法  28-30
    3.2.2 改进型增量电导法  30-31
  3.3 基于MATLAB/Simulink的改进增量电导法模型  31-33
  3.4 基于MATLAB/Simulink的光伏电池最大功率跟踪仿真  33-35
    3.4.1 最大功率跟踪控制仿真模型  33-34
    3.4.2 仿真结果分析  34-35
  3.5 本章小结  35-36
第4章 阴影对光伏系统的影响及其仿真研究  36-51
  4.1 阴影对光伏电池阵列发电量的影响  36-41
    4.1.1 阴影对串联结构光伏阵列的影响  36-38
    4.1.2 阴影对并联结构光伏阵列的影响  38-40
    4.1.3 两种连接方式所受影响对比分析  40-41
  4.2 光伏系统结构简介  41-42
    4.2.1 集中式MPPT结构光伏系统  41
    4.2.2 分布式MPPT结构光伏系统  41-42
    4.2.3 分布式MPPT结构光伏系统的优势  42
  4.3 光伏系统仿真研究  42-49
    4.3.1 集中式MPPT结构光伏系统仿真  42-46
    4.3.2 分布式MPPT结构光伏系统仿真  46-49
    4.3.3 仿真结果分析  49
  4.4 本章小结  49-51
第5章 结论与展望  51-53
  5.1 结论  51
  5.2 展望  51-53
参考文献  53-56
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果  56-57
致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 太阳能发电
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