独立光伏系统及其最大功率点跟踪方法的研究

更新时间：2020-04-02 10:23:49 大小：5M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：独立光伏系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

由于当今化石燃料的过快、过度消耗导致的能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的开发利用得到了人们前所未有的重视，并吸引了大量的人力、物力和财力的投入。在这个背景下，太阳能的利用，尤其是太阳能光伏发电取得了飞速的发展，成为最清洁、最现实、最具大规模开发利用前景的新能源利用方式之一。由于光伏电池的输出功率会显著的受日照强度、环境温度以及负载特性等外部条件的影响，因此，为了提高光伏电池对太阳能的利用效率，应让光伏电池能及时适应外部条件的变化而始终工作在最大功率输出点。显然，研究最大功率点跟踪（MPPT）方法，对充分利用光伏电池转换的能量具有重要意义。

本文首先研究了某硅型光伏电池的主要外特性和电路特性，讨论了四种典型直流变换器的特点，并在理论分析的基础上分别建立了光伏阵列和BOOST变换器的仿真模型，构建了光伏电池最大功率跟踪仿真系统。其次，以ARM7控制器为核心，基于BOOST型拓扑结构设计了MPPT变换器，以C51单片机为核心设计了智能测量仪表，并结合PC机上开发的监控软件，实现了用于研究MPPT方法的电路实验系统。通过仿真和电路实验获得了呈凸型变化的占空比-功率曲线，表明了通过调节占空比可实现最大功率点跟踪的理论分析结果。在此基础上，研究分析了已有的MPPT方法，以占空比扰动观察法为基础提出了一种MPPT新方法。新方法以功率-时间导数为主要依据在线调整占空比扰动量，并引入光伏电池功率-时间变化曲线拟合，能够适应光伏电池环境因素的持续变化并较好地克服测量噪声的影响，实现MPPT控制。仿真实验结果表明，在环境因素渐变并存在测量噪声的情况下，新的MPPT方法仍具有较好的动态性能和稳态性能，能够取得更好的控制效果；电路实验结果也验证了新方法的可行性和有效性。

最后，对本文的工作做了总结并对今后的研发与应用提出了建议。