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最大功率點(diǎn)

基于Matlab的光伏電池建模及MPPT方法研究

基于Mat lab的光伏電池建模及MPPT方法研究摘要：自工業(yè)化以來的近三百年間，世界能源工業(yè)飛速發(fā)展，有力支撐了全球經(jīng)濟與社會發(fā)展。在這個發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)化石能源的大量開發(fā)及使用導致了資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等問題日益突出，嚴重的威脅了人類生存和可持續(xù)發(fā)展。近年來，太陽能作為一種高效無污染的新能源，逐漸受到各國乃至全球的廣泛關注。本文首先簡要介紹了光伏發(fā)電的背景及意義，對光伏發(fā)電歷史以及國內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述，然后闡述了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其基本工作原理，并詳細描述了運用Matlab/Simulink建立光伏陣列仿真模型的過程，最后對光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤的理論依據(jù)以及工作原理進行了分析，介紹了常見的MPPT方法及仿真分析，并根據(jù)文獻[6]詳細描述了一種改進的基于最優(yōu)梯度的滯環(huán)比較法的原理并對改進的基于最優(yōu)梯度的擾動觀察法與傳統(tǒng)的擾動觀察法做了仿真對比，驗證了改進算法的優(yōu)越性。關鍵詞：太陽能光伏發(fā)電光伏陣列最大功率點跟蹤1.1.1研究背景全球能源發(fā)展經(jīng)歷了從薪柴時代到煤炭時代，再到汽油時代、電氣時代的演變過程。目前，世界能源供應以化石為主，有力的支撐了經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。長期以來，世界能源的發(fā)展有些過度的依賴化石能源，導致環(huán)境污染、氣候變化、資源緊張等問題日益突出，嚴重的威脅了人類社會的生存與發(fā)展，我們面臨著十分嚴峻的形式。應對挑戰(zhàn)，需要統(tǒng)籌把握環(huán)境影響全球化、資源配置全球化和經(jīng)濟發(fā)展全球化的新特征，推動世界能源走上清潔、高效、安全、可持續(xù)發(fā)展的道路。全球化石能源資源雖然儲量大，但隨著工業(yè)革命以來數(shù)百年的大規(guī)模開發(fā)利用，正面臨資源枯竭、污染排放嚴重等現(xiàn)實問題，截至2014年，全球煤炭、石油、天然氣剩余探明可采儲量分別為8915億噸、2382億噸和186萬億米3，折合標準煤共計1.2萬億噸，其組成結構為煤炭占52.0%、石油占27.8%、天然氣占20.2%按照目前世界平均開采強度，全球煤炭、石油和天然氣分別可以開采113年、53年和55年。

標簽： matlab 光伏電池 mppt

上傳時間： 2022-06-19

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mppt控制算法太陽能充放電控制器設計

本設計針對目前市場上傳統(tǒng)充電控制器對蓄電池的充放電控制不合理，同時保護也不夠充分，使得蓄電池的壽命縮短這種情況，研究確定了一種基于單片機的太陽能充電控制器的方案。在太陽能對蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實際應用方面做了一定分析，完成了硬件電路設計和軟件編制，實現(xiàn)了對蓄電池的高效率管理。設計一種太陽能LED照明系統(tǒng)充電控制器，既能實現(xiàn)太陽能電池的最大功率點跟蹤（MPPT）又能滿足蓄電池電壓限制條件和浮充特性。構建實驗系統(tǒng)，測試表明，控制器可以根據(jù)蓄電池狀態(tài)準確地在MPPT、恒壓、浮充算法之間切換，MPPT充電效率較恒壓充電提高約16%，該充電控制器既實現(xiàn)了太陽能的有效利用，又延長了蓄電池的使用壽命。在總體方案的指導下，本設計使用STMSS系列8位微控制器是STM8系列的主流微控制器產(chǎn)品，采用意法半導體的130納米工藝技術和先進的內(nèi)核架構，主頻達到16MHz（105系列），處理能力高達20MTPS。內(nèi)置EEPROM、阻容（RC）振蕩器以及完整的標準外設，性價比高，STMSS指令格式和意法半導體早期的ST7系列基本類似，甚至兼容，內(nèi)嵌單線仿真接口模塊，支持STWM仿真，降低了開發(fā)成本；擁有多種外設，而且外設的內(nèi)部結構、配置方式與意法半導體的同樣是Cortex-M3內(nèi)核的32位嵌入式微處理器STM32系列的MCU基本相同或者相似。另外系列芯片功耗低、功能完善、性價比高，可廣泛應用在家用電器、電源控制和管理、電機控制等領域，是8位機為控制器控制系統(tǒng)較為理想的升級替代控制芯片"261，軟件部分依據(jù)PWM（Pulse Wiath Modulation）脈寬調(diào)制控制策略，編制程序使單片機輸出PMM控制信號，通過控制光電耦合器通斷進而控制MOSFET管開啟和關閉，達到控制蓄電池充放電的目的，同時按照功能要求實現(xiàn)了對蓄電池過充、過放保護和短路保護。實驗表明，該控制器性能優(yōu)良，可靠性高，可以時刻監(jiān)視太陽能電池板和蓄電池狀態(tài)，實現(xiàn)控制蓄電池最優(yōu)充放電，達到延長蓄電池的使用壽命。

標簽： mppt 太陽能充放電控制器

上傳時間： 2022-06-19

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儲能式光伏發(fā)電功率變換器MPPT控制設計與實現(xiàn)

光伏發(fā)電的研究是當今國內(nèi)外研究的一個熱點，因為它的實現(xiàn)及應用為目前人類面臨的許多問題如：能源危機、環(huán)境污染等提供了解決途徑。光伏發(fā)電有著非常廣泛的應用前景，在人類越來越重視可持續(xù)發(fā)展的今天，太陽能擁有其他能源所沒有的各種優(yōu)點如：幾乎足取之不盡用之不渴的，清潔無污染等，這使它受到人們越來越多的關注，成為最有希望替代傳統(tǒng)能源的新能源之本文實現(xiàn)了一種通過單片機控制開關電源使光伏電池給苗電池充電的設計方案。軟件上，對現(xiàn)有的常用最大功率點跟蹤（MPPT）算法進行了研究和分析，并選用電導增量法對最大功幸點跟蹤，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作的高效率。硬件上，系統(tǒng)使用單片機通過PWM控制同步整流電路，并運用閉環(huán)控制，精確采樣電壓值和電流值形成反饋。同時，軟件和硬件都對系統(tǒng)進行了保護，實現(xiàn)了系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。通過實驗測試，給出了系統(tǒng)實際使用結果，并對系統(tǒng)進行了功率損耗分析，由結果可知，系統(tǒng)工作正常，達到了預期的性能.

標簽： 最大功率跟蹤 mppt 脈寬調(diào)制

上傳時間： 2022-06-19

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光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制仿真模型

摘要：在光伏發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化的研究中，為了有效提高太陽能利用率，建立了光伏電池等效電路和數(shù)學模型，在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下搭建光伏電池通用工程模型，光伏電池通過串并聯(lián)方式組合成光伏陣列，并利用電導增量法原理通過控制Boost電路占空比實現(xiàn)光伏陣列最大功率點跟蹤（MPPT），仿真結果表明：改進模型可仿真任意光照強度、環(huán)境溫度下，不同型號光伏電池及其串并聯(lián)組合成光伏陣列的1-V特性，并能較好控制并實現(xiàn)MPPT，模型動態(tài)性能好，具有較強的實用性。關鍵詞：光伏電池；串并聯(lián)組合；最大功率點跟蹤

標簽： 光伏發(fā)電系統(tǒng) mppt控制

上傳時間： 2022-06-19

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基于mppt技術的家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究

本文對家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進行了研究和設計。首先在太陽能電池工作原理的基礎上對其輸出特性進行了仿真。根據(jù)其輸出的非線性關系，闡述了最大功率點跟蹤（MPPT）的原理，并結合DC-DC變換器對常用的MPPT算法進行了仿真。通過對比幾種方法的優(yōu)缺點，給出了一種新型MPPT算法。接著對儲能蓄電池的充放電特性進行了研究，然后根據(jù)負載的要求計算了蓄電池的容量，并采用Boost變換器對其進行充電控制。其次，考慮到蓄電池組的電壓等級較低，為使輸出220V的交流電，通過分析幾種拓撲結構，最終采用“推挽升壓電路+全橋逆變”的電源設計方案以提高整個系統(tǒng)的效率，設計包括硬件和軟件兩部分。在推挽電路中介紹了各元器件參數(shù)的選擇、高頻變壓器的設計及其控制電路等，其中PWM驅(qū)動電路輸出采用圖騰柱的方式以增強其驅(qū)動能力；逆變電路同樣給出了功率開關管、濾波器的選取方法，并設計了過流保護和電壓采樣調(diào)理電路，對濾波器傳遞函數(shù)的仿真驗證了設計的合理性。在軟件設計中，基于DSP實現(xiàn)了MPPT控制、SPWM驅(qū)動信號的生成和P1閉環(huán)反饋控制。最后，論文給出了相關實驗電路的調(diào)試結果，從中可以看出，所設計的電路實現(xiàn)了各部分的功能，并驗證了設計的合理性。關鍵詞：太陽能電池；最大功率點跟蹤；推挽電路：SPWM：DSP

標簽： mppt 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

上傳時間： 2022-06-19

上傳用戶：trh505
基于mppt的戶用光伏水泵變頻控制器的研制

當前世界能源短缺以及環(huán)境污染問題日益嚴重，這些問題迫使人們改變能源結構，尋找新的替代能源。可再生潔凈能源的開發(fā)愈來愈受到重視，太陽能以其經(jīng)濟、清潔等優(yōu)點倍受青睞，其開發(fā)利用技術亦得以迅速發(fā)展，而光伏水泵成為其中重要的研究領域。本文針對采用異步電機作為光伏水泵驅(qū)動電機的光伏水泵系統(tǒng)，詳細介紹了推挽DC/DC升壓電路、DC/AC IPM模塊逆變電路、及基于dsPIC30F2010的控制電路等，并制作了一臺試驗樣機。同時圍繞多種最大功率跟蹤方法展開研究，設計了最大功率跟蹤程序。論文的主要工作如下：1）設計了DC-DC推挽升壓電路，并通過加入TPS2812改進了推挽功率MOS管的驅(qū)動電路；2）研究分析了光伏水泵系統(tǒng)最大功率跟蹤控制，通過Matlab對多種MPPT方式進行了仿真，確定系統(tǒng)采用黃金分割法最大功率跟蹤方式；3）采用SVPWM調(diào)制技術，實現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定快速跟蹤控制：4）采用IPM模塊作為逆變器主電路，大大簡化了逆變器驅(qū)動電路和保護電路設計，縮小了系統(tǒng)體積，提高了效率和系統(tǒng)的可靠性；5）采用徵芯公司的dsPIC20F2010作為主電路的控制核心，并設計了包括W"保護電路在內(nèi)的外圍電路和相關的軟件；6）詳細介紹了系統(tǒng)主電路各元件參量的選擇和設計；7）在樣機上進行了不同負載下的試驗，給出了試驗波形和效率測試結果，驗證了本系統(tǒng)的可靠性和高效性。

標簽： mppt 光伏水泵變頻控制器

上傳時間： 2022-06-20

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基于BOOST電路光伏電池的MPPT仿真研究

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池的利用率除了與光伏電池的內(nèi)部特性有關外，還受使用環(huán)境如輻照度、負載和溫度等因素的影響。在不同的外界條件下，光伏電池可運行在不同且惟一的最大功率點（Maximum Power Point，MPP）上，因此，對于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，應該尋求光伏電池的最優(yōu)工作狀態(tài)，以最大限度地將光能轉(zhuǎn)化為電能，即需要采用最大功率點跟蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）技術.本文根據(jù)光伏電池最大輸出功率與光照度的關系，建立了基于Boost電路的MPPT仿真模型，采用擾動觀測法，通過調(diào)整DC-DC電路的占空比實現(xiàn)了最大功率點追蹤。使用Matlab/Simulink 工具，在輻照度恒定和階躍變化的情況下，對MPPT進行了仿真分析。1光伏電池的特性光伏電池實際上就是一個大面積平面二極管，其工作可以圖1的單二極管等效電路來描述1，光伏電池的特性方程如式（1）所示。

標簽： boost電路光伏電池 mppt

上傳時間： 2022-06-21

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獨立太陽能光伏路燈系統(tǒng)中MPPT控制器的研究與設計

太陽能作為作為一種新型綠色能源，以其取之不盡、用之不竭、無污染等優(yōu)點，受到人們越來越多的重視。太陽能光伏發(fā)電是充分利用太陽能的一種有效方式。由于目前太陽能電池板價格比較高，為了降低系統(tǒng)造價和有效利用太陽能，對光伏發(fā)電進行最大功率跟蹤（MPPT）顯得尤為重要本文以獨立光伏路燈系統(tǒng)為研究對象，進行理論分析。從系統(tǒng)原理、撲拓結構、控制策略及MPPT控制器的設計作了詳細的分析和研究。主要內(nèi)容有：1，綜述國內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。2，介紹獨立光伏路燈系統(tǒng)的基本結構，結合光伏電池的輸出特性，分析最大功率跟蹤的必要性，以及分析蓄電池充放電的特性，制定合理的蓄電池充電控制策略。3，分析幾種MPPT控制策略的優(yōu)缺點，在傳統(tǒng)的擾動觀察法的基礎上進行改進。4，設計出用于光伏陣列MPPT的DC-DC電路。采用boost升壓變換器實現(xiàn)最大功率跟蹤，并分析仿真。5，介紹了控制電路的設計過程，采用TMS320F2812控制系統(tǒng)的硬件電路設計和軟件設計。

標簽： 太陽能光伏路燈系統(tǒng) mppt控制器

上傳時間： 2022-06-21

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基于模糊PID控制的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT研究

針對現(xiàn)有方法的不足，本文從太陽能光伏陣列的輸出特性出發(fā)，針對光伏陣列本身具有非線性、時變性和無法建立精確的數(shù)學模型的特征，以及傳統(tǒng)模糊控制與PID控制難以滿足精度高、魯棒性好的要求，提出了一種基于模糊PID控制的最大功率點跟蹤控制策略，并采用升壓斬波電路（Boost電路）實現(xiàn)MPPT功能本文首先介紹了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成和分類，分析了光伏陣列的工作特性，接著分析了Boost電路在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的實現(xiàn)，最后概述了太陽能最大功率點跟蹤的模糊控制策略中幾種控制器的基本原理，利用Matlab/simulink進行仿真，分別搭建了PID控制器、模糊控制器以及模糊PID控制器的模型，將這幾種控制器應用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。仿真結果表明，模糊PID控制方法不僅能快速響應外界環(huán)境的變化、有效消除傳統(tǒng)模糊控制下最大功率點處的振蕩現(xiàn)象，而且彌補了在PID控制下系統(tǒng)調(diào)節(jié)過渡時間較長的缺點，使光伏系統(tǒng)始終工作在最大功率點，提高了光伏系統(tǒng)的效率。

標簽： 模糊pid控制太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) mppt

上傳時間： 2022-06-21

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基于boost電路的mppt光伏發(fā)電系統(tǒng)研究

化石能源日趨枯竭，核能發(fā)展受限，能源問題愈來愈成為全人類所不可避免的一個嚴峻挑戰(zhàn)。光伏發(fā)電技術是太陽能利用的主要形式?；谔岣咛柲苻D(zhuǎn)換效率的最大功率點跟蹤（Maximum power point tracking，簡稱MPPT）的提出與應用為光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化利用提供了堅實的基礎。本文針對MPPT技術開展了細致的工作計劃，完成了以MPPT控制器為核心的光伏發(fā)電系統(tǒng)設計和仿真，較好地解決了能量轉(zhuǎn)換低下的問題。首先，總體介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)。其次，闡述了光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理。然后就MPPT控制器的實現(xiàn)部分-DCDC變換電路，闡述了電路CCM工作模式，利用兩種方法對Buck和Boost電路進行了建模和仿真分析.Boost電路設計簡便、可升壓，且能夠保證一直工作于CCM下，具有更實用的特點，更進一步地，說明了傳統(tǒng)MPPT算法的實現(xiàn)原理和控制流程，仿真研究表明改進型變步長擾動觀察法在光強變化時具有較好的跟蹤控制性能，但是溫度變化時跟蹤效果差。針對傳統(tǒng)算改進型擾動觀察發(fā)法不能很好地響應環(huán)境的變化同時存在嚴重振蕩，偏差較大的情況，提出一種人工智能控制方法--模糊控制法，進行系統(tǒng)分析，模糊控制規(guī)則確定以及FIS編輯器參數(shù)設置等，完成了系統(tǒng)的設計。最后搭建出光伏發(fā)電MPPT人工智能控制系統(tǒng)的仿真模型，設置相關參數(shù)。通過仿真結果的比較和分析驗證了模糊控制法的有效性和可行性。

標簽： boost電路 mppt 光伏發(fā)電系統(tǒng)

上傳時間： 2022-06-21

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