光伏發(fā)電MPPT預測控制的研究.pdf

1、摘要摘要在國家大力提倡新能源之際，太陽能作為一種新型能源備受關注。但是，如何高效地利用是人們一直追求的目標。在整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中，最大功率點跟蹤（MaximumPowerPointTrackingMPPT）技術是高效利用太陽能發(fā)電的關鍵技術之一。然而，由于光伏電池的輸出具有非線性特點，光伏系統(tǒng)輸出的最大功率點在不同外界環(huán)境條件下總會不斷發(fā)生變化，有一些MPPT算法并不能實時的跟蹤到最大功率點，這必然會造成系統(tǒng)功率的損失和工作效率的下降。

2、為此必須實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點跟蹤控制，以便在任何環(huán)境條件下都能夠獲得最大功率輸出。雖然目前有多種MPPT控制算法，但是現(xiàn)在的大多數(shù)MPPT算法無法同時兼顧光伏發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤速度和控制精度，尤其是當外界環(huán)境情況復雜時，光伏組件輸出的PU特性曲線將會有多個峰值點。因此，如何快速跟蹤到全局最大功率點并且有較高的控制精度同時能夠避免誤判的發(fā)生具有非常重要的現(xiàn)實意義。鑒于此，近些年來雖然關于外界環(huán)境突變下的光伏發(fā)電MPPT算法已經(jīng)有了相關

3、的理論研究，但是好多方法在實現(xiàn)起來有的比較困難，有的很難同時兼顧跟蹤速度和控制精度。預測控制算法作為一種新型的算法，具有穩(wěn)態(tài)優(yōu)化和多變量集成優(yōu)化控制的特點，能夠通過過去時刻和當前時刻的系統(tǒng)狀態(tài)預測出未來時刻系統(tǒng)的輸出狀態(tài)，使系統(tǒng)的輸出達到穩(wěn)定和快速。因此，本文對光伏發(fā)電MPPT預測控制進行了研究。為此，本文主要做了以下幾個方面的工作：(1)光伏發(fā)電MPPT技術的介紹。介紹了光伏發(fā)電MPPT技術的現(xiàn)狀及發(fā)展情況；(2)對光伏電池的等效電路

4、進行分析。通過一些等效簡化，得到光伏電池的數(shù)學表達式利用Simulink模塊搭建了光伏電池的工程數(shù)學模型并仿真在不同電池溫度和不同光照強度下光伏電池的輸出特性曲線；(3)光伏發(fā)電MPPT方法的分析比較。簡單介紹了MPPT的基本工作原理，并對常見的MPPT控制方法進行了分析，最后，比較闡述了各自的優(yōu)缺點；(4)MPPT控制方法的電路建模。對最大功率點跟蹤的實現(xiàn)電路進行探討，對Boost變換電路原理進行了詳細分析。最后，對Boost電路進行