多支路并网型光伏发电最大功率跟踪器的研究

论文题目: 多支路并网型光伏发电最大功率跟踪器的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子与电力传动

作者: 陈兴峰

导师: 许洪华,曹志峰

关键词: 并网光伏,最大功率跟踪,多支路,事件记录算法,变换器

文献来源: 中国科学院研究生院（电工研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 太阳能光伏方阵的输出特性受外界环境因素如光照、温度的影响,为了跟踪太阳能光伏方阵输出功率的最大点,实现光伏方阵和负载的匹配,常在光伏系统中加入最大功率跟踪器。本文主要研究的是用于小型并网光伏系统的多支路最大功率跟踪器。本文首先分析了传统的爬山法和增量电导法的优缺点,并用MATLAB 对这两种算法进行了仿真,在此基础上提出了一种新的变步长事件记录的算法,实验结果表明这种算法能够快速准确地跟踪最大功率点。多支路的最大功率跟踪器可以对每条光伏支路分别进行最大功率跟踪,解决了多支路并联时的失配问题。本文设计了一台由两路Boost 电路组成的3kW并网型最大功率跟踪器。系统采用了数字控制和模拟控制相结合的控制方案,由微处理器PIC16F877 完成最大功率算法,由集成芯片TL598 完成对Boost 电路的控制。微处理器通过串行通信将检测的数据,发送给上位机个人电脑,在上位机上可以对数据进行分析和处理。实验证明:本文提出的多支路并网型最大功率跟踪器的研究思路、硬件设计以及软件设计方案是切实可行的。

论文目录:

第一章绪论

1.1 世界范围内的能源问题与光伏发电

1.2 光伏并网逆变器的发展

1.3 本课题的研究意义和研究内容

第二章光伏发电最大功率跟踪原理和搜索算法

2.1 太阳能电池的特性

2.1.1 太阳能电池单体的原理

2.1.2 温度和光照对光伏组件输出的影响

2.2 光伏最大功率跟踪的基本原理

2.3 光伏最大功率跟踪算法

2.3.1 非自寻优的最大功率跟踪算法

2.3.2 自寻优的最大功率跟踪算法

2.3.2.1 爬山法

2.3.2.2 增量阻抗法

2.3.2.3 两种自寻优算法的对比和实际应用中遇到的困难

2.3.2.4 变步长事件记录法寻优

第三章系统的整体设计

3.1 光伏并网逆变器的几种拓扑结构及其最大功率跟踪

3.2 多支路的并网逆变器及最大功率跟踪

3.3 系统的整体控制方案

第四章系统的硬件设计

4.1 Boost 电路分析

4.1.1 电流连续工作状态

4.1.2 电流断续工作状态

4.1.3 小信号分析

4.2 Boost电路设计

4.2.1 Boost 电路参数设计

4.2.2 Boost 电路控制回路设计

4.2.3 Boost 电路驱动电路和缓冲电路设计

4.2.4 Boost 电路保护电路的设计

4.2.5 辅助电源的设计

4.3 微处理器及其周边电路设计

4.3.1 PIC16F877 简介

4.3.2 PIC16F877 单片机系统电路

4.3.3 A/D 采集和 D/A 转换电路

4.3.4 通讯电路的设计

第五章系统的软件设计

5.1 单片机软件设计

5.1.1 PIC 单片机 C 语言编程简介

5.1.2 PIC16F877 程序设计

5.2 上位机软件设计

第六章实验结果与分析

6.1 功率电路实验波形

6.2 实验结果分析

6.2.1 阻性负载对比实验

6.2.2 跟踪效果评价实验

6.2.3 多支路光伏跟踪实验

6.2.4 变换器的效率

第七章结论与展望

7.1 本论文的贡献和特点

7.2 存在的问题和进一步的工作

参考文献

发表文章情况

致谢

发布时间: 2005-08-23

参考文献

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[7].光伏电池最大功率跟踪实现方法研究[D]. 李艳.中国石油大学(华东)2013
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