光伏系統(tǒng)不均勻光照下最大功率點(diǎn)跟蹤研究.pdf

1、光伏發(fā)電是太陽(yáng)能的一個(gè)重要應(yīng)用，是當(dāng)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(duì)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(huì)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?zé)釗舸?，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(shí)，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(gè)局部峰值。在外界環(huán)境突變時(shí)，傳統(tǒng)的光伏電池?cái)?shù)學(xué)模型和單峰最大功率點(diǎn)跟蹤方法都不再適用。所以，建立一種新的光伏系統(tǒng)拓?fù)浣Y(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(diǎn)，實(shí)時(shí)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(guó)內(nèi)外大量的相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前光伏發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種新的集成轉(zhuǎn)換器的光伏系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用改進(jìn)的粒子群算法，對(duì)不均勻光照下光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)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(diǎn)跟蹤(MaximumPowerPointTracking，簡(jiǎn)稱MPPT)的原理和基本算法。研究了集成轉(zhuǎn)換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理，并對(duì)多個(gè)模塊組成的光伏陣列的集成轉(zhuǎn)換器控制策略進(jìn)行了詳細(xì)探討，使每個(gè)電池模塊都工作在各自的最大功率點(diǎn)。提出了帶擴(kuò)展記憶的粒子群算法(PSOwithExtendedMemory，簡(jiǎn)稱PSOEM)，與標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的性能進(jìn)行了仿真比較試驗(yàn)，針對(duì)不均勻光

4、照下光伏陣列輸出特性曲線存在多個(gè)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(duì)兩個(gè)模塊組成的系統(tǒng)在各種不同遮光情況下進(jìn)行仿真試驗(yàn)，通過試驗(yàn)來驗(yàn)證該控制策略的整體性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)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