光伏發(fā)電系統(tǒng)及其最大功率跟蹤控制的研究.pdf

1、太陽(yáng)能是一種綠色可再生能源,具有無污染、無噪音、無需生產(chǎn)原料等優(yōu)點(diǎn),太陽(yáng)能的應(yīng)用已經(jīng)成為新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光伏發(fā)電是人類利用太陽(yáng)能的一種最主要的方式,進(jìn)入二十一世紀(jì)后,光伏產(chǎn)業(yè)在世界各國(guó)都得到了迅猛發(fā)展。然而,目前太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本仍然比較高、轉(zhuǎn)換效率較低,為了更有效的利用太陽(yáng)能,提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率,采用最大功率跟蹤技術(shù)就尤為必要。
　　光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能。太陽(yáng)能電池輸出特性受光照強(qiáng)度、環(huán)

2、境溫度和負(fù)載情況影響,具有明顯的非線性特征。當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí),其工作電壓和輸出功率會(huì)發(fā)生變化,因此,利用最大功率跟蹤控制技術(shù),實(shí)時(shí)調(diào)整太陽(yáng)能電池工作點(diǎn),使其始終工作在最大功率點(diǎn)附近,提高光伏發(fā)電系統(tǒng)效率。
　　本文基于KNT-SPV01光伏發(fā)電系統(tǒng),對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)原理、系統(tǒng)組成進(jìn)行了理論分析,同時(shí)對(duì)最大功率跟蹤控制技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,完成了帶有最大功率跟蹤控制器的小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。具體內(nèi)容如下:
　　1.研

3、究分析太陽(yáng)能電池的主要特性參數(shù),并在不同光照強(qiáng)度、溫度等外界條件下,實(shí)際測(cè)試得到太陽(yáng)能電池的輸出特性曲線,驗(yàn)證了太陽(yáng)能電池的輸出特性曲線受外界條件影響且具有非線性的特性,證明了進(jìn)行最大功率跟蹤控制的可行性和必要性。分析了太陽(yáng)能電池的原理,且針對(duì)SFM250W蓄電池,設(shè)計(jì)了其充放電保護(hù)電路,提高電池的使用壽命。
　　2.介紹了三種DC/DC轉(zhuǎn)換電路的工作原理和等效電路,比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。選擇升降壓式DC/DC轉(zhuǎn)換電路作為本課題的直

4、流轉(zhuǎn)換電路。
　　3.對(duì)幾種常用的最大功率跟蹤控制算法進(jìn)行比較,如恒壓跟蹤法、導(dǎo)納增量法、實(shí)際測(cè)量法、擾動(dòng)觀察法等,分析其工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。并在擾動(dòng)觀察算法的基礎(chǔ)上,提出了“變步長(zhǎng)”擾動(dòng)觀察法改進(jìn)算法,避免最大功率點(diǎn)的“誤判”,提高跟蹤控制的速度和精度。
　　4.設(shè)計(jì)了一套小型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng),設(shè)計(jì)制作了最大功率點(diǎn)跟蹤控制器的硬件電路,實(shí)現(xiàn)跟蹤控制太陽(yáng)能電池的最大功率點(diǎn)。通過最大功率跟蹤控制實(shí)驗(yàn),結(jié)果說明該系統(tǒng)可以有效地提