光伏發(fā)電系統(tǒng)建模及功率控制方法研究.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展與進步，化石能源逐漸匱乏，環(huán)境問題日益突出，尋求清潔、可再生能源已成為當下解決能源問題的根本途徑。光伏發(fā)電以其資源儲量大、清潔環(huán)保等優(yōu)點，成為目前最具大規(guī)模開發(fā)、利用前景的新能源利用方式之一。由于光伏電池輸出功率受輻照強度、環(huán)境溫度以及負載特性等外部因素影響劇烈，因此盡管光伏發(fā)電技術(shù)已日趨成熟但仍存在發(fā)電效率低、成本偏高等問題。為了提高光伏電池對太陽能的利用效率，光伏電池應能及時適應外部環(huán)境變化而始終工作在最大功率點處

2、。因此，深入研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)行為特性與最大功率跟蹤方法(MPPT)是一項非常有意義的工作。
　　本文以光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，在研究了光伏電池工作原理的基礎上，建立起光伏電池的數(shù)學模型，并詳細分析了光伏電池的輸出特性;基于對光伏系統(tǒng)具有最大光電轉(zhuǎn)換效率的考慮，對比幾種常見DC/DC變換電路，提出由Buck電壓轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)最大功率跟蹤;通過對光伏發(fā)電系統(tǒng)的動力學行為特性、光伏發(fā)電系統(tǒng)中重要參數(shù)的詳細分析，研究對比了幾種最大功

3、率跟蹤控制策略的控制效果。
　　首先，本文從光伏發(fā)電的物理基礎（光生伏特效應）出發(fā)，通過分析光伏電池的等效電路，利用MATLAB/SIMULINK仿真平臺建立光伏電池的仿真模型;在此基礎上研究光伏電池的輸出特性;通過對光伏電池等效串聯(lián)內(nèi)阻的分析，簡化仿真模型，方便最大功率控制策略的分析與研究。
　　其次，通過對獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)特點的分析，比較幾種常見的DC/DC變換電路拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，選定由Buck變換器實現(xiàn)MPPT算法;

4、在理論分析的基礎上建立起由Buck變換器為基礎的光伏電池最大功率跟蹤仿真系統(tǒng)，并分析光伏發(fā)電系統(tǒng)的動力學行為特性，同時對其中幾個重要參數(shù)的作用進行研究。
　　最后，尋找光伏電池的最優(yōu)工作點，最大化光電轉(zhuǎn)換效率，是光伏發(fā)電的核心內(nèi)容。其中，應用最為廣泛的最大功率點跟蹤控制方法是擾動觀察法和電導增量法。本文從原理上詳細描述了擾動觀測法、基于功率預測的擾動觀測法以及模糊控制等常見MPPT技術(shù)，并在MATLAB仿真平臺的基礎上，對幾種常用