光伏系統(tǒng)不均勻光照下最大功率點跟蹤研究.pdf

1、光伏發(fā)電是太陽能的一個重要應(yīng)用，是當前最有發(fā)展前景的新能源和可再生能源技術(shù)。提高光伏發(fā)電的技術(shù)水平對改善能源結(jié)構(gòu)，構(gòu)建能源安全體系具有重大意義。
　　在不均勻光照情況下，光伏陣列由于局部溫度過高，會出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象。解決熱斑效應(yīng)的常用方法是給光伏電池組件并聯(lián)旁路二極管，這種方法雖然可以防止部分遮光的光伏電池熱擊穿，但使得光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率降低，并且二極管不具有可控性。光伏陣列受到不均勻的光照時，輸出的伏安特性曲線呈階梯狀，其功率伏特曲

2、線含有多個局部峰值。在外界環(huán)境突變時，傳統(tǒng)的光伏電池數(shù)學(xué)模型和單峰最大功率點跟蹤方法都不再適用。所以，建立一種新的光伏系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，研究新的控制算法，從而快速的找出不均勻光照情況下光伏系統(tǒng)的最大功率點，實時調(diào)整最大功率輸出，有利于提高光伏發(fā)電效率。
　　本文在查閱了國內(nèi)外大量的相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，針對目前光伏發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，設(shè)計了一種新的集成轉(zhuǎn)換器的光伏系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，采用改進的粒子群算法，對不均勻光照下光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)進行

3、了深入的研究。分析了光伏電池在不均勻光照下的電氣特性和最大功率點跟蹤(MaximumPowerPointTracking，簡稱MPPT)的原理和基本算法。研究了集成轉(zhuǎn)換器的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理，并對多個模塊組成的光伏陣列的集成轉(zhuǎn)換器控制策略進行了詳細探討，使每個電池模塊都工作在各自的最大功率點。提出了帶擴展記憶的粒子群算法(PSOwithExtendedMemory，簡稱PSOEM)，與標準粒子群算法的性能進行了仿真比較試驗，針對不均勻光

4、照下光伏陣列輸出特性曲線存在多個局部峰值，根據(jù)PSOEM在多峰函數(shù)的全局尋優(yōu)、多變量尋優(yōu)方面的良好性能，將其應(yīng)用到不均勻光照下光伏陣列的最大功率跟蹤控制中，解決了局部遮陰下多峰尋優(yōu)的問題。
　　根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)的控制策略，在Matlab/Simulink中對兩個模塊組成的系統(tǒng)在各種不同遮光情況下進行仿真試驗，通過試驗來驗證該控制策略的整體性能。試驗結(jié)果表明，相對于并聯(lián)旁路二極管的方法而言，本文提出的方法在提高光伏陣列的輸出