光伏发电系统的MPPT智能方法研究

摘要

随着资源短缺和环境污染问题的不断激化，可再生能源的利用受到广泛的关注。太阳能因其用不尽，能量大，无污染而备受瞩目，这些都促进了光伏发电的大力发展。论文以光伏发电（PV）系统为研究对象，开展了光伏发电系统的最大功率跟踪（MPPT）的智能方法的研究，旨在提高光伏发电系统的发电效率。
　　论文首先根据光伏电池的结构分析了其工作原理，为搭建了光伏组件模型奠定了基础。然后对光伏电池模型进行仿真，结果得出了光伏电池具有非线性输出特性，并同时得出光照强度和温度影响光伏电池输出功率的两个重要因素，验证了模型的可行性与有效性。其次，搭建了扰动观测法和常规PID算法模型并进行了仿真。接着针对扰动观测法在响应速度和跟踪精度两方面不能同时兼顾的缺陷，以及PID控制参数一旦确定不能自适应调整的缺点，设计了模糊整定PID参数控制器。最后，本文介绍了基本粒子群的原理，并在所设计的模糊PID控制器的基础上，应用粒子群（PSO）算法优化比例因子与量化因子。将粒子群算法程序与Simulink模型相结合，进行了仿真。仿真结果表明，优化后的控制器效果明显增强，优于PID与模糊PID控制器，完成了对光伏发电系统最大功率跟踪的智能方法研究。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 MPPT的目的和意义

1.3 最大功率点跟踪的研究现状

1.4 论文的主要内容

第2章 光伏电池仿真模型

2.1 光伏电池的工作原理

2.2 光伏电池的等效电路分析

2.3 光伏组件模型建立

2.4光伏电池的仿真

2.5 本章小结

第3章 光伏发电系统

3.1 光伏发电系统的组成

3.2 光伏发电系统的分类

3.3 带有MPPT的光伏系统

3.4 Boost电路的应用

3.6 本章小结

第4章 MPPT算法研究

4.1 光伏发电系统MPPT原理

4.2 传统MPPT方法

4.3 模糊逻辑控制

4.4 PID控制器设计

4.5 模糊PID控制在MPPT中的应用

4.6 模糊PID控制器仿真

4.7 粒子群算法

4.8基于PSO的模糊PID控制

4.9 本章小结

第5章 仿真分析

5.1 光伏发电系统的仿真

5.2 扰动观测法算法的仿真

5.3 PID算法仿真结果分析

5.4 PID与模糊PID算法仿真分析

5.5 PSO优化模糊PID参数仿真结果分析

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢