基于Boost变换器的光伏发电系统MPPT跟踪技术研究

摘要

太阳能是人们公认的绿色能源,有着取之不竭、用之不尽、无清洁污染等优点,越来越受到世界各国的重视。光伏发电技术是充分利用太阳能的一种有效方式之一。由于目前普遍应用的光伏发电成本相对较高,转换效率比较低。为了降低系统造价和有效地利用太阳能,除了开发研制新型太阳能电池板,提高光电转换效率外,研究太阳能电池板的最大功率跟踪技术也十分重要。
　　当前太阳能发电技术研究的一个重要方面,就是采用最大功率点跟踪技术,使得太阳能电池能够一直保持最大功率的输出,从而提高发电系统的效率。本文介绍了光伏发电系统原理、组成及系统分类的理论基础,分析了Boost电路性能及优点,并总结了Boost电路在硬件实现中的两个重要作用。之后,介绍了几种常见的最大功率点跟踪方法并就其优缺点进行了比较。
　　本文根据太阳能电池的特性及实际太阳能电池板的参数建立了太阳能电池板仿真模型,使用固定步长的电导增量法建立最大功率点跟踪的仿真模型,对不同步长、不同外界条件分别进行了仿真,得出在各种情况下的输出波形,并发现了该方法控制下存在输出波形波动大、不稳定的缺陷。因此,本文提出了变步长的电导增量MPPT控制的方法,通过自动调节积累因数对参考工作电压进行更新,从而实现变步长的控制。通过建模、仿真,在不同情况下均得到了较稳定的输出波形,并与固定步长情况进行比较,得出变步长的电导增量MPPT控制方法具有更佳的动态性和稳态性,为进一步的硬件实验论证提供了理论支撑。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1课题背景

1.2当前太阳能光伏的发展[13]

1.3本文的主要工作

第二章 太阳能光伏发电系统概述

2.1太阳能光伏发电系统的原理与组成[13,29]

2.2太阳能光伏发电系统分类[13]

2.3太阳能光伏发电系统的应用

2.4太阳能光发电系统的关键技术问题

2.5本章小结

第三章 光伏阵列等效模型及特性曲线

3.1太阳能光伏电池的工作原理[13,46]

3.2太阳能电池的等效电路分析

3.3太阳能光伏电池的工作特性

3.4本章小结

第四章 光伏阵列的最大功率点跟踪控制的技术研究

4.1光伏系统最大功率点跟踪的原理[13]

4.2几种常见的光伏阵列最大功率点跟踪的方法

4.3 DC-DC变换器实现MPPT的原理

4.4定步长的电导增量法的最大功率点跟踪

4.5变步长的电导增量法的最大功率点跟踪

4.6本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2未来工作的展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢