文档介绍：分类号:TP273
10710-2009132052

硕士学位论文

太阳能光伏发电系统
能效控制研究

赵乐

导师姓名职称巨永锋教授
申请学位级别硕士学科专业名称交通信息工程及控制
论文提交日期 2012 年 5 月 15 日论文答辩日期 2012 年 6 月 6 日
学位授予单位长安大学
Study on Efficiency Control Techniques
in PV Generation Syetem

A Dissertation Submitted for the Degree of Doctor

Candidate: Zhao Le

Supervisor: Prof. Ju Yongfeng

Chang‟an University, Xi‟an, China
摘要

太阳能光伏发电的技术和产业不仅是现在世界能源的重要供应,同时也具有很大的
开发潜力,能够作为未来的主要能源来源。本文以太阳能发电系统作为研究的对象,以
最大限度地利用太阳能发电的能源效率为主要目标,进行光伏发电系统的综合控制研
究,其中包括最大功率跟踪控制和升压变换电路等理论与仿真研究。
太阳能光伏阵列的输出特性是光伏发电系统研究中的最基本的问题。本文在光伏阵
列的输出特性方程基础上,运用 Matlab/Simulink 搭建了太阳能光伏阵列仿真模型,克
服传统光伏阵列模型中过程复杂的缺点,更好的为实现指导理论研究、系统仿真和系统
设计提供了基础保证。
最大功率点跟踪(MPPT)方法为光伏发电系统中进一步提高系统能效的重要手段。
本文在模拟太阳能光伏阵列输出特性和建立仿真模型的基础上,研究最大功率点跟踪的
原理和方法,并针对常见 MPPT 方法比较分析。建立了以 Boost 电路作为核心实现的独
立光伏发电系统 MPPT 仿真模型,利用该模型中不需要精确的内部电路特性以及相关参
数,可实时模拟光伏阵列及其 MPPT 特性的实现。在此基础上,针对原有固定步长干扰
观察法所存在的问题,提出了一种改进的模糊自适应变步长干扰观察 MPPT 的研究方
法,并对此算法利用 Matlab/Simulink 进行模拟仿真。仿真结果表明:这种改进的模糊
自适应干扰观察 MPPT 的方法能够稳定、高效地跟踪太阳能光伏阵列最大功率点;同时,
在环境温度、日照强度等系统参数扰动的情况下,能够快速寻找新的工作点,并保持系
统稳定,表现出很好的动态特性。在实际太阳能光伏发电系统的设计中,具有重要的理
论意义和实用价值。

关键词:太阳能,光伏阵列,MPPT,MATLAB 仿真,Boost,Fuzzy control
I
Abstract

With the development of photovoltaic (PV) technologies, applications of photovoltaic have grown
rapidly, indicating that the photovoltaic are attractive to produce environmentally benign electricity for
diversified purposes. In order to maximize the use of solar energy, this thesis focuses on the PV power
generation systems, which includes modeling of PV systems, maximum power point tracking (MPPT)
methods for PV arrays.
The model of PV arrays is the base of research on PV systems. This thesis presents simulation model
of PV arrays based on the output characteristics formulas. It can be directly applied in circuit simulation
and system analysis.
Maximum Power Point Tracking (MPPT) method is an important means to improve the syst