光伏电池最大功率跟踪实现方法研究

论文摘要

低碳经济已经成为当前各国发展的首要目标,逐步耗尽的一次能源以及一次能源带来的环境污染问题已经引起各国的重视。太阳能因其资源无限,清洁干净获得了人们的青睐。随之而来的,如何最大限度的利用太阳能也变得不可忽视。本文首先介绍太阳能发电的发展史及现状,对光伏电池的工作原理进行了深入的研究,并建立了其数学模型,对光伏电池的工作特性进行了理论分析和仿真研究。对目前主要的最大功率跟踪算法进行了仿真,对比了各种方法的优缺点,选用扰动法作为本文的最大功率点跟踪算法。选用BUCK电路作为光伏电池输出变换回路,并在Matlab/SIMULINK环境下搭建了仿真模型,对最大功率跟踪算法进行了仿真验证。设计了光伏电池最大功率跟踪系统,以爬山法作为控制算法,使用单片机作为控制核心,并利用虚拟仪器技术设计了上位机监控软件。最后对该系统进行了实验验证,实验结果表明了论文所设计系统的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 光伏发电系统的组成
• 1.3 研究现状
• 1.4 课题研究内容
• 第2章 光伏电池模型设计
• 2.1 光伏电池的基本原理
• 2.2 光伏电池的等效电路及数学模型
• 2.3 其他因素对太阳能光伏电池的影响
• 2.4 光伏电池模型
• 2.4.1 基于等效电路图的光伏电池设计
• 2.4.2 基于数学模型的光伏电池设计
• 第3章 最大功率跟踪方法仿真研究
• 3.1 BOOST电路
• 3.2 BUCK电路
• 3.3 光伏MPPT仿真
• 3.3.1 光伏MPPT的实现原理
• 3.3.2 爬山法实现MPPT
• 3.3.3 电导增量法实现MPPT
• 第4章 光伏电池MPPT系统实现
• 4.1 系统整体方案
• 4.1.1 储能电感的选取
• 4.1.2 滤波电容的选取
• 4.1.3 开关管的选取
• 4.1.4 二极管的选取
• 4.2 驱动电路的设计
• 4.3 检测电路的设计
• 4.4 单片机主电路的设计
• 4.5 软件实现
• 4.6 供电电路的设计
• 4.7 上位机的设计
• 4.7.1 Labview概述
• 4.7.2 软件实现
• 第5章 实验
• 5.1 实验方案确定
• 5.2 实验装置
• 5.3 实验结果
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢