戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤及儲(chǔ)能裝置的研究.pdf

1、能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)今世界面臨的兩個(gè)重大問(wèn)題，經(jīng)歷了煤、石油、天然氣等化石燃料大量開(kāi)采的階段，許多國(guó)家已經(jīng)著眼于對(duì)可再生能源的研究與開(kāi)發(fā)。太陽(yáng)能具有可再生性和清潔性的特點(diǎn)，取之不盡、用之不竭，在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用，表現(xiàn)形式多種多樣，已成為當(dāng)今世界新能源利用的主流發(fā)展趨勢(shì)。本文針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)用電困難的現(xiàn)狀，建立了一種新型戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要研究了DC-DC變換器模塊，采用單組件獨(dú)立MPPT控制方式和蓄電池3+1段充電控制策略，解決了陰影

2、遮蔽下光伏發(fā)電效率低和蓄電池使用壽命短的問(wèn)題，使其更適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電。
　　本文介紹了光伏電池的工作原理，在光伏電池等效電路模型的基礎(chǔ)上，對(duì)光伏組件進(jìn)行了仿真建模，得到的輸出特性曲線與實(shí)際曲線相吻合，闡述了影響最大功率點(diǎn)的因素和最大功率跟蹤控制算法的實(shí)質(zhì)，仿真比較了三種MPPT控制算法，結(jié)果表明占空比擾動(dòng)法可以更快速的跟蹤到最大功率點(diǎn)，提出了目前MPPT技術(shù)存在的問(wèn)題，明確本課題的主要研究?jī)?nèi)容。分析了陰影對(duì)串聯(lián)光伏組件、并聯(lián)光

3、伏組件和集中式光伏陣列輸出特性的影響，并在陰影下對(duì)集中式光伏陣列的輸出特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，陰影會(huì)引起功率電壓曲線出現(xiàn)多個(gè)極值點(diǎn)，輸出功率下降，且串聯(lián)組件個(gè)數(shù)越多造成的失配損耗越大，光伏陣列的結(jié)構(gòu)與陰影情況都會(huì)引起輸出特性發(fā)生變化，導(dǎo)致發(fā)電效率降低。介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的四種結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了每個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，建立了一種新型戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用單組件獨(dú)立MPPT控制方式，解決了光伏陣列受陰影影響

4、輸出功率下降的問(wèn)題。設(shè)計(jì)了以STM32F100C8T6為控制核心的硬件電路，主要包括MOSFET驅(qū)動(dòng)電路、采樣調(diào)理電路、供電電源模塊、蓄電池防反接電路，并對(duì)電路進(jìn)行了調(diào)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的電路工作穩(wěn)定可靠，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)電路要求，規(guī)劃了軟件的整體框架，以RealView MDK為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，對(duì)定時(shí)器中斷服務(wù)程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、軟件濾波子程序、最大功率跟蹤控制算法子程序和蓄電池充電管理控制子程序進(jìn)行