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基于多峰值MPPT的光伏发电控制器的研究与设计
资料介绍
本文以独立光伏发电系统为研究对象，设计了一种改进粒子群MPPT算法，在Simulink仿真环境下证明其在光伏阵列输出P-V特性曲线具有多个峰值点时具有良好的最大功率点追踪效果。在此基础上，设计了一款基于双相交错Buck电路的光伏发电控制器，控制器以MPPT为首要前提，同时融合了蓄电池充电特性，采用了4阶段自动切换的智能充电算法，具有良好的人机交互体验及一系列安全保护措施。本文的详细研究内容如下：
1）阐述了光伏发电以及决定发电效率的MPPT算法的现状。建立了光伏电池的等效数学模型，从而在Simulink仿真环境下明确了光伏电池输出特性随光照和温度变化，但其P-V曲线在不同外界环境下保持单峰值特性。在此基础上，分析研究了实际应用中光伏阵列在局部遮阴情况下的多峰值P-V输出特性，并在Simulink中搭建了相应的多峰值模型：
2）研究了传统的单峰值MPPT算法，进行了传统算法在局部遮阴环境下的失效性分析。以多峰值光伏阵列模型为研究对象，设计了具有全局寻优能力的改进粒子群的MPPT算法，取得了良好的追踪效果。仿真发现其在外界光照强度变化时也具有动态追踪能力；
3）深入分析设计了光伏发电控制器的硬件电路结构及关键元件参数，包括：君于双相交错Buck电路的主电路、基于反徽变换的电源电路、基于STM32的控制电路、两种方式的人机交互电路、多种全方位的保护电路和一些其余外围电路；
4）研究了蓄电池特性，并将MPPT算法实际化应用，将它们融合后产生一种4阶段高效充电方式。对光伏发电控制器软件进行了详细设计，包括：系统初始化、系统时基生成、智能充电程序、充电保护和显示界面程序。基于C#语言设计了用于实验数据采集的上位机软件，简化了实验分析难度；
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