两级式光伏逆变器的MPPT算法研究

摘要

随着能源需求的不断增加与碳排放问题的日益严重，光伏发电作为一种可再生能源技术越来越受到重视。最大功率点跟踪可以提高整个光伏系统效率，是光伏发电的关键技术之一，具有很高的研究价值。以此为背景，本文选用两级式光伏逆变器对光伏系统的最大功率点跟踪技术开展了研究。
　　首先通过比较几种常见的太阳能电池模型，选用了五参数模型建立3kW光伏阵列的仿真模型，以得到光伏阵列在任意情况下的输出。以此为基础，通过对光伏模型进行局部线性化处理，得到了采用电压控制的两级式光伏系统DC-DC级小信号模型。然后根据得到的小信号模型设计系统的补偿网络，以提高系统的稳定性。通过对扰动观测法和电导增量法的对比分析，选用电导增量法并对其从恒压启动，变步长设计和误判减少三个方面进行改进。改进后的电导增量法能有效减少光照强度变化对算法性能的影响。最后在进一步分析了多峰输出曲线特性的基础上，将改进型电导增量法应用在全局搜索中，以解决改进型电导增量法在复杂光照情况下因光伏阵列输出曲线呈现多峰而导致算法陷入局部极大功率点的问题。基于Matlab平台所搭建的系统模型对以上的理论分析和算法进行了仿真，验证了本文所提出算法的有效性。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 光伏发电国内外发展现状

1.3 光伏发电系统拓扑结构

1.4 本文主要研究内容与组织构架

2两级式光伏系统的建模

2.1 光伏阵列的建模

2.2 DC-DC变换电路的建模

2.4 本章小结

3单峰MPPT算法的研究

3.1 系统补偿网络的设计

3.2 几种基本MPPT算法的研究

3.3 电导增量法的改进研究

3.4 本章小结

4 多峰MPPT算法的研究

4.1 二极管对输出特性曲线的影响

4.2 多峰情况下的MPPT算法研究

4.3 改进型电导增量法在在多峰情况下的应用

4.4 本章小结

5 仿真与分析

5.1 综合改进型增量法的仿真分析

5.2 多峰情况下MPPT的仿真分析

5.3 本章小结

6总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文