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,太陽能的應用已經(jīng)成為新能源領(lǐng)域的研究熱點。光伏發(fā)電是人類利用太陽能的一種最主要的方式,進入二十一世紀后,光伏產(chǎn)業(yè)在世界各國都得到了迅猛發(fā)展。然而,目前太陽能電池的生產(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)中太陽能電池直接將太陽能轉(zhuǎn)變成電能。太陽能電池輸出特性受光照強度、環(huán)

2、境溫度和負載情況影響,具有明顯的非線性特征。當外界環(huán)境發(fā)生變化時,其工作電壓和輸出功率會發(fā)生變化,因此,利用最大功率跟蹤控制技術(shù),實時調(diào)整太陽能電池工作點,使其始終工作在最大功率點附近,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),對光伏發(fā)電系統(tǒng)原理、系統(tǒng)組成進行了理論分析,同時對最大功率跟蹤控制技術(shù)進行了深入的研究,完成了帶有最大功率跟蹤控制器的小型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計。具體內(nèi)容如下:
　　1.研

3、究分析太陽能電池的主要特性參數(shù),并在不同光照強度、溫度等外界條件下,實際測試得到太陽能電池的輸出特性曲線,驗證了太陽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,證明了進行最大功率跟蹤控制的可行性和必要性。分析了太陽能電池的原理,且針對SFM250W蓄電池,設(shè)計了其充放電保護電路,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。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.對幾種常用的最大功率跟蹤控制算法進行比較,如恒壓跟蹤法、導納增量法、實際測量法、擾動觀察法等,分析其工作原理及優(yōu)缺點。并在擾動觀察算法的基礎(chǔ)上,提出了“變步長”擾動觀察法改進算法,避免最大功率點的“誤判”,提高跟蹤控制的速度和精度。
　　4.設(shè)計了一套小型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),設(shè)計制作了最大功率點跟蹤控制器的硬件電路,實現(xiàn)跟蹤控制太陽能電池的最大功率點。通過最大功率跟蹤控制實驗,結(jié)果說明該系統(tǒng)可以有效地提