基于储能技术的光伏发电系统最大功率点跟踪控制研究

论文摘要

太阳能光伏发电技术是可再生能源发电的重要形式之一,具有取之不尽、用之不竭、绿色环保的优点。但是,目前的光伏发电电池能源利用率较低、供电稳定性较差。针对这些问题,本文设计了采用超级电容器实现光伏电池最大功率点跟踪控制系统,并对其工作原理及控制方法等问题进行了研究。该系统将充放电迅速、寿命长、无环境污染的超级电容器串联接入光伏电池与直流负载母线之间,采用电力电子器件构成的功率变换电路实现串联补偿电压大小和方向的快速控制,从而在不影响直流负载的情况下,实现光伏电池MPPT控制。该方法不受光伏独立系统和并网系统形式的限制,具有广泛的适用性。另外,本文还提出了一个超级电容器高效DC-DC变换器充电方案,可以有效地稳定电容器电压,提高跟踪控制系统性能。仿真结果证明了设计方案的正确性和控制方法的有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究意义
• 1.2 光伏发电技术
• 1.2.1 光伏发电系统简介及在我国的发展前景
• 1.2.2 光伏发电MPPT技术发展现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.4 论文的结构
• 第二章 储能系统在太阳能发电技术中的应用研究
• 2.1 储能系统在光伏发电系统中的主要作用
• 2.2 超级电容器—一种新型的储能器件
• 2.2.1 超级电容器的基本原理
• 2.2.2 超级电容器的特点及目前的应用情况
• 2.2.3 超级电容器的等效电路模型
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于超级电容器的光伏发电系统 MPPT 控制技术
• 3.1 太阳能电池及其特性
• 3.1.1 太阳能电池的等效电路模型
• 3.1.2 太阳能电池的电特性
• 3.2 光伏发电系统的MPPT 算法及控制技术
• 3.2.1 MPPT 原理
• 3.2.2 MPPT 控制的几种不同算法
• 3.2.3 基于电导增量法的MPPT 控制技术
• 3.3 基于超级电容器储能的 MPPT 控制电路设计
• 3.3.1 MPPT 控制主电路的设计
• 3.3.2 MPPT 控制电路的控制环节
• 3.4 仿真结果与分析
• 3.4.1 太阳能电池仿真模型的建立
• 3.4.2 基于超级电容器的 MPPT 控制系统仿真
• 3.5 本章小结
• 第四章 超级电容器的充电控制方案
• 4.1 超级电容器的充电控制
• 4.1.1 超级电容器充电控制电路图
• 4.1.2 超级电容器充电控制流程图
• 4.2 仿真结果与比较分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况