光伏发电系统的最大功率点跟踪方法研究

随着世界能源的短缺以及环境污染问题的日益严重,新能源的开发愈来愈受到人们的重视。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源,以其储量巨大、清洁、无污染等特点受到人们的青睐,太阳能利用技术得以迅速发展,光伏发电成为重要的研究领域,其关键技术的研究对提高光伏发电效率、降低成本具有重要意义。 本文针对如何提高太阳能光伏发电系统的转换效率,对太阳能电池、DC/DC部分电路的设计和最大功率点跟踪技术进行了深入研究。其主要内容包括以下几个方面: 1.分析人类面临的能源危机与环境污染问题,讨论太阳能光伏发电的优势及其国内外光伏发电的现状。 2.研究光伏发电系统的组成,以及根据不同场合需要对太阳能光伏发电系统所进行的分类。 3.从研究光伏电池的输出特性出发,根据光伏电池的I-V特性建立了光伏电池阵列的MATLAB仿真模型,分析了太阳辐射强度和温度对光伏电池阵列输出特性的影响。 4.详细分析几种常用的DC/DC变换器的拓扑结构及其优缺点,提出利用Boost型DC/DC变换器实现转换,根据系统要求对Boost变换器的参数进行优化设计,并运用MATLAB软件仿真验证其可行性。 5.分析最大功率点跟踪原理,比较现有的几种最大功率点跟踪控制算法的优、缺点,设计了一种基于模糊控制的最大功率点跟踪算法。 6.分析Boost变换器实现最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)的原理,利用建立的Simulink仿真模型对基于Boost变换器的MPPT算法进行了仿真研究,仿真结果表明基于模糊控制的MPPT算法比其他几种算法具有更好的控制效果。