光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法的研究

当今世界,能源危机日益突出,寻找可替代的能源成为各国研究的焦点。太阳能以其资源丰富、可再生、清洁无害等优点而备受青睐,太阳能的开发也得到前所未有的重视。光伏发电是太阳能的直接利用形式,由于光伏电池受外界环境的影响,光伏发电系统的效率就会受到影响。针对这一问题,本文对光伏发电系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制方法进行了较深入的研究,先叙述了控制方法的理论,然后建立MATLAB仿真模型,进行仿真实验。 本文首先对光伏发电系统进行了分析,概述了各个组成部分,并根据光伏发电系统的不同工作场合,对其进行了分类,还介绍了目前国内外光伏发电系统的应用。 其次,本文从阐述光伏电池的工作原理和特性曲线出发,建立了光伏电池的MATLAB仿真模型。同时,还介绍了光伏电池常用的最大功率点跟踪方法：恒电压控制(CVT),扰动观察法(P&O),电导增量法(INC)及固定参数法等,在此基础上,提出改进的方法：固定电流法结合扰动观察法,详细分析了其控制过程并给出了控制流程图。 然后,本文比较分析了两种常用的光伏发电系统的DC-DC变换器工作原理,在文中提出利用Boost型DC-DC变换器实现转换,并对参数进行分析和设计,建立基于Boost电路的光伏发电系统MPPT控制仿真模型,分别利用扰动观察法、电导增量法及固定电流法结合扰动观察法这三种算法进行MPPT控制仿真实验。实验表明最大功率点跟踪效果良好。 最后,文中对光伏并网发电系统中的并网逆变器进行了深入分析,针对并网系统中广泛应用的单级式光伏并网系统,分析了其控制原理,建立了控制模型,并在MATLAB环境下进行了光伏并网系统的仿真。