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U D C
硕士学位论文
光伏发电系统的最大功率点
跟踪控制技术研究
学位申请人:闵江威
学科专业:电力电子与电力传动
指导教师:段善旭教授
论文答辩日期学位授予日期
答辩委员会主席林桦评阅人康勇张凯
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
For the Degree of Master of Engineering
Study on Maximum Power Point Tracking Control Techniques in PV System
Candidate : Min Jiang-wei
Major : Power Electronics and Electric Drive
Supervisor : Prof. Duan Shan-xu
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
April, 2006
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
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日期:     年   月   日
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本论文属于
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    学位论文作者签名:              指导教师签名:
    日期:    年   月   日          日期:    年   月    日
本文研究课题受到:
台达电力电子科教发展基金重点项目——住宅PV发电系统(项目批准号为:DREK200501)的资助。
谨致谢意!
摘要

在绿色再生能源得到广泛应用的今天,太阳能因为其独特的优势而得到青睐。但因为光伏电池的输出特性受外界环境因素影响大,而且,光伏电池的光电转换效率低且价格昂贵,光伏发电系统的初期投入较大,为有效利用太阳能,需要对光伏发电系统加以有效的控制。本文着重对光伏阵列的最大功率点跟踪控制技术进行了详细的理论分析,建立了MATLAB仿真模型,提出了相应的控制策略,并进行了实验验证。
首先,本文对光伏发电系统的组成进行了分析,光伏发电系统主要包括光伏阵列、电力电子变换器、储能系统和负载等。根据光伏发电系统和电网的关系,还可以把它分为独立发电系统和并网发电系统。
然后,本文对光伏电池的电气特性进行了分析,并建立了光伏电池的仿真模型。同时,本文对常用的最大功率点跟踪(MPPT)方法:恒定电压法(CVT)、导纳增量法(Incremental Conductance)、扰动观测法(P&O)进行了仔细的分析,并提出了几种改进的方法:开路电压法(Open Circuit)、最优梯度法、三点重心比较法。这些方法各有千秋,在不同的应用场合各有所长。
再者,对于不同形式的光伏发电系统,在最大功率点跟踪实现上采用了不同的控制策略。本文仔细分析了单级式系统和双级式系统的特点,对于不同形式的光伏发电系统分别提出了不同的最大功率点跟踪实现策略,并分别进行了仿真分析,仿真结果表明不同的控制策略都是可行的。
最后,根据双级式系统的方案设计了一套硬件系统,从实践上验证了控制方案的可行性,实验结果表明,所设计的系统能够较好的完成最大功率点跟踪。
关键词:太阳能、光伏发电系统、逆变器、单级式光伏发电系统、双级式光伏发电系统、最大功率点跟踪、
Abstract
With the green and renewable energy be widely used, solar energy is monly because