学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于阴影覆盖的光伏阵列最大功率跟踪研究及实现

作　者: 吴昊天
导　师: 葛强
学　校: 扬州大学
专　业: 动力工程
关键词: 光伏阵列 Matlab/Simulink 阴影覆盖 最大功率跟踪 瞬时扫描法 比较实验
分类号: TM914.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 73次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


太阳能作为我国未来能源的发展趋势,与风能、水能一起称之为可再生环保能源,对以后国家经济的发展和居民的生活将产生重要的影响,因此得到了快速的发展。光伏发电是太阳能光伏利用的主要发展趋势。为了充分有效的利用太阳能,必须在光伏发电系统中加入最大功率跟踪。同时由于太阳能电池在利用的过程中不可避免会有阴影覆盖,在系统中加入带阴影覆盖的最大功率跟踪显得更为必要。本文研究的主要内容有：1.从太阳能电池的数学模型出发,根据太阳能电池的物理模型和数学模型,建立太阳能电池的Matlab/Simulink模型,对太阳能电池的输出特性进行仿真研究,分析太阳辐射强度,温度对太阳能电池输出特性的影响。2.根据有阴影覆盖的太阳能电池的数学模型,以太阳能电池的数学模型为基础,建立了局部阴影覆盖的太阳能电池的Matlab/Simulink模型,分析了不同阴影覆盖面积对太阳能电池输出特性的影响。3.以局部阴影覆盖的太阳能电池模型为基础,采用Matlab/Simulink仿真小功率升压斩波电路分析太阳能电池在没有阴影覆盖情况下使用扰动观察法进行最大功率跟踪时,光照强度对太阳能电池功率的影响；局部阴影的情况下选择登山法和瞬时扫描法进行最大功率跟踪,比较了两种算法的优缺点。4.介绍分析TI公司的DSP芯片TMS320F2812,并以力天公司的DSP2812开发板作为该系统的控制核心,通过对功率开关管的通断控制来实现对太阳能电池输出的最大功率点跟踪,并对该系统进行保护。5.根据局部阴影覆盖的太阳能电池的最大功率跟踪的Matlab模型,通过对电感,电容的参数的计算,采用电阻分压的方式进行电压采样,用DSP芯片TMS320F2812控制IGBT的通断,选择TLP250作为功率驱动模块,设计并制作了Boost电路的硬件模型,对在没有阴影覆盖和局部阴影覆盖下的太阳能电池的Boost电路采用扰动观察法和瞬时扫描法进行最大功率跟踪的比较实验。6.结合仿真结论和硬件结果,验证了瞬时扫描法相比于扰动观察法在该系统中的可实现性,高效性,准确性,完善了系统中存在的问题。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 课题的背景与意义  10
  1.2 太阳能光伏发电技术的优势  10-11
  1.3 光伏行业的发展现状及前景  11-14
  1.4 本课题的内容及创新点  14-15
第二章 太阳能电池输出特性研究  15-25
  2.1 太阳能电池概述  15-16
    2.1.1 太阳能电池的原理  15
    2.1.2 太阳能电池的分类  15-16
  2.2 基于Matlab/Simulink太阳能电池的建模  16-24
    2.2.1 无阴影覆盖的光伏阵列近似模型及输出特性  16-21
    2.2.3 局部阴影覆盖的光伏阵列近似模型  21-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章 MPPT算法及DC-DC电路的MPPT仿真研究  25-39
  3.1 最大功率跟踪的基本原理  25-26
  3.2 最大功率跟踪算法  26-33
    3.2.1 恒定电压法  27
    3.2.2 扰动观察法  27-29
    3.2.3 增量电导法  29-30
    3.2.4 滞环比较法  30-31
    3.2.5 实际测量法  31
    3.2.6 瞬时扫描法  31-32
    3.2.7 直线近似法  32-33
  3.3 太阳能电池MPPT算法Matlab/Simulink分析  33-38
    3.3.1 光照强度变化时用扰动观察法实现最大功率跟踪的仿真  33-35
    3.3.2 光伏阵列局部阴影覆盖时用扰动观察法实现最大功率跟踪  35-36
    3.3.3 光伏阵列局部阴影覆盖时用瞬时扫描法法实现最大功率跟踪  36-38
    3.3.4 仿真结果分析  38
  3.4 本章小结  38-39
第四章 DC-DC硬件电路的设计与MPPT的实现  39-54
  4.1 Boost电路的选择及工作原理  39-40
  4.2 升压Boost电路的硬件设计  40-42
    4.2.1 Boost电路最小电感的设计  40-41
    4.2.2 Boost电路滤波电容的选取  41-42
  4.3 控制芯片的选择  42-50
    4.3.1 DSP2812的简介  43-44
    4.3.2 模/数转换(ADC)模块  44
    4.3.3 事件管理器模块  44-46
    4.3.4 二极管和功率管开关管的选取  46
    4.3.5 电压传感器、电流传感器和驱动电路的选取  46-49
    4.3.6 电源电路的选取  49-50
  4.4 控制系统软件设计  50-53
    4.4.1 软件开发环境CCS简介  50-51
    4.4.2 采用CCS开发应用程序的步骤  51
    4.4.3 控制系统编程思路  51-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章 实验结果与结论  54-59
  5.1 部分阴影覆盖的太阳能电池输出特性试验  54-55
  5.2 瞬时扫描法确认实验  55
  5.3 扰动观察法和瞬时扫描法的比较实验  55-58
    5.3.1 无阴影覆盖太阳能电池时的比较实验  56-57
    5.3.2 局部阴影覆盖太阳能电池时的比较实验  57-58
  5.5 本章小结  58-59
第六章 总结与展望  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
作者攻读硕士期间发表文章  66-67

相似论文

  1. 微细线切割往复走丝机构的设计及控制系统的研究,TG484
  2. 基于级联多电平逆变器光伏并网系统的研究,TM464
  3. 利用磁流变阻尼器抑制车床刀架振动的理论研究与仿真,TB535.1
  4. 智能型太阳能路灯控制器的应用研究,TM923.5
  5. 大容量光伏并网系统相关问题研究,TM615
  6. 光伏并网发电系统中MPPT及孤岛检测新技术研究,TM615
  7. 数字式光伏阵列模拟器研究,TM615
  8. 微网运行仿真研究,TM743
  9. 光伏阵列故障检测方法的研究,TM615
  10. 局部阴影条件下基于模糊控制的光伏阵列重构系统的研究,TM615
  11. 太阳能光伏发电单元综合监控系统的研究与设计,TM615
  12. 基于MATLAB/Simulink的高压共轨柴油机仿真模型的研究与应用,TK427
  13. 基于禁带宽度的独立式光伏发电智能能量管理系统的研究,TM73
  14. 多电平逆变器在光伏发电系统中的应用研究,TM464
  15. 跳频系统中的调制方式及同步方案改进研究,TN914.41
  16. 可编程电源及负载模拟装置,TM615
  17. 太阳能光伏并网发电系统控制研究,TM615
  18. 太阳能光伏并网发电系统研究,TM615
  19. 太阳能光伏并网逆变器的研制,TM615
  20. 汽车ABS和ASR联合控制的研究,U463.54
  21. 高频隔离型光伏逆变器的研究,TM464

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池
© 2012 www.xueweilunwen.com