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最大功率點(diǎn)(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(jì)與社會(huì)發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)化石能源的大量開發(fā)及使用導(dǎo)致了資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等問題日益突出，嚴(yán)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(guó)乃至全球的廣泛關(guān)注。本文首先簡(jiǎn)要介紹了光伏發(fā)電的背景及意義，對(duì)光伏發(fā)電歷史以及國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)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(xì)描述了運(yùn)用Matlab/Simulink建立光伏陣列仿真模型的過程，最后對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤的理論依據(jù)以及工作原理進(jìn)行了分析，介紹了常見的MPPT方法及仿真分析，并根據(jù)文獻(xiàn)[6]詳細(xì)描述了一種改進(jìn)的基于最優(yōu)梯度的滯環(huán)比較法的原理并對(duì)改進(jìn)的基于最優(yōu)梯度的擾動(dòng)觀察法與傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀察法做了仿真對(duì)比，驗(yàn)證了改進(jìn)算法的優(yōu)越性。關(guān)鍵詞：太陽能光伏發(fā)電光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤1.1.1研究背景全球能源發(fā)展經(jīng)歷了從薪柴時(shí)代到煤炭時(shí)代，再到汽油時(shí)代、電氣時(shí)代的演變過程。目前，世界能源供應(yīng)以化石為主，有力的支撐了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。長(zhǎng)期以來，世界能源的發(fā)展有些過度的依賴化石能源，導(dǎo)致環(huán)境污染、氣候變化、資源緊張等問題日益突出，嚴(yán)重的威脅了人類社會(huì)的生存與發(fā)展，我們面臨著十分嚴(yán)峻的形式。應(yīng)對(duì)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(jì)發(fā)展全球化的新特征，推動(dòng)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(chǔ)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(yán)重等現(xiàn)實(shí)問題，截至2014年，全球煤炭、石油、天然氣剩余探明可采儲(chǔ)量分別為8915億噸、2382億噸和186萬億米3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤共計(jì)1.2萬億噸，其組成結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(biāo)簽： matlab 光伏電池 mppt

上傳時(shí)間： 2022-06-19

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mppt控制算法太陽能充放電控制器設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)針對(duì)目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)充電控制器對(duì)蓄電池的充放電控制不合理，同時(shí)保護(hù)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(jī)的太陽能充電控制器的方案。在太陽能對(duì)蓄電池的充放電方式、控制器的功能要求和實(shí)際應(yīng)用方面做了一定分析，完成了硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)蓄電池的高效率管理。設(shè)計(jì)一種太陽能LED照明系統(tǒng)充電控制器，既能實(shí)現(xiàn)太陽能電池的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）又能滿足蓄電池電壓限制條件和浮充特性。構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，測(cè)試表明，控制器可以根據(jù)蓄電池狀態(tài)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了太陽能的有效利用，又延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。在總體方案的指導(dǎo)下，本設(shè)計(jì)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(dǎo)體的130納米工藝技術(shù)和先進(jìn)的內(nèi)核架構(gòu)，主頻達(dá)到16MHz（105系列），處理能力高達(dá)20MTPS。內(nèi)置EEPROM、阻容（RC）振蕩器以及完整的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)，性價(jià)比高，STMSS指令格式和意法半導(dǎo)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(shè)，而且外設(shè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配置方式與意法半導(dǎo)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(jià)比高，可廣泛應(yīng)用在家用電器、電源控制和管理、電機(jī)控制等領(lǐng)域，是8位機(jī)為控制器控制系統(tǒng)較為理想的升級(jí)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(jī)輸出PMM控制信號(hào)，通過控制光電耦合器通斷進(jìn)而控制MOSFET管開啟和關(guān)閉，達(dá)到控制蓄電池充放電的目的，同時(shí)按照功能要求實(shí)現(xiàn)了對(duì)蓄電池過充、過放保護(hù)和短路保護(hù)。實(shí)驗(yàn)表明，該控制器性能優(yōu)良，可靠性高，可以時(shí)刻監(jiān)視太陽能電池板和蓄電池狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)控制蓄電池最優(yōu)充放電，達(dá)到延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命。

標(biāo)簽： mppt 太陽能充放電控制器

上傳時(shí)間： 2022-06-19

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儲(chǔ)能式光伏發(fā)電功率變換器MPPT控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

光伏發(fā)電的研究是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外研究的一個(gè)熱點(diǎn)，因?yàn)樗膶?shí)現(xiàn)及應(yīng)用為目前人類面臨的許多問題如：能源危機(jī)、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(yīng)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(diǎn)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?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注，成為最有希望替代傳統(tǒng)能源的新能源之本文實(shí)現(xiàn)了一種通過單片機(jī)控制開關(guān)電源使光伏電池給苗電池充電的設(shè)計(jì)方案。軟件上，對(duì)現(xiàn)有的常用最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）算法進(jìn)行了研究和分析，并選用電導(dǎo)增量法對(duì)最大功幸點(diǎn)跟蹤，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)工作的高效率。硬件上，系統(tǒng)使用單片機(jī)通過PWM控制同步整流電路，并運(yùn)用閉環(huán)控制，精確采樣電壓值和電流值形成反饋。同時(shí)，軟件和硬件都對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了保護(hù)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)工作的安全性和可靠性。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試，給出了系統(tǒng)實(shí)際使用結(jié)果，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功率損耗分析，由結(jié)果可知，系統(tǒng)工作正常，達(dá)到了預(yù)期的性能.

標(biāo)簽： 最大功率跟蹤 mppt 脈寬調(diào)制

上傳時(shí)間： 2022-06-19

上傳用戶：trh505
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(xué)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(dǎo)增量法原理通過控制Boost電路占空比實(shí)現(xiàn)光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT），仿真結(jié)果表明：改進(jìn)模型可仿真任意光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度下，不同型號(hào)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(shí)現(xiàn)MPPT，模型動(dòng)態(tài)性能好，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。關(guān)鍵詞：光伏電池；串并聯(lián)組合；最大功率點(diǎn)跟蹤

標(biāo)簽： 光伏發(fā)電系統(tǒng) mppt控制

上傳時(shí)間： 2022-06-19

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基于mppt技術(shù)的家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究

本文對(duì)家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。首先在太陽能電池工作原理的基礎(chǔ)上對(duì)其輸出特性進(jìn)行了仿真。根據(jù)其輸出的非線性關(guān)系，闡述了最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）的原理，并結(jié)合DC-DC變換器對(duì)常用的MPPT算法進(jìn)行了仿真。通過對(duì)比幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了一種新型MPPT算法。接著對(duì)儲(chǔ)能蓄電池的充放電特性進(jìn)行了研究，然后根據(jù)負(fù)載的要求計(jì)算了蓄電池的容量，并采用Boost變換器對(duì)其進(jìn)行充電控制。其次，考慮到蓄電池組的電壓等級(jí)較低，為使輸出220V的交流電，通過分析幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終采用“推挽升壓電路+全橋逆變”的電源設(shè)計(jì)方案以提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)及其控制電路等，其中PWM驅(qū)動(dòng)電路輸出采用圖騰柱的方式以增強(qiáng)其驅(qū)動(dòng)能力；逆變電路同樣給出了功率開關(guān)管、濾波器的選取方法，并設(shè)計(jì)了過流保護(hù)和電壓采樣調(diào)理電路，對(duì)濾波器傳遞函數(shù)的仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。在軟件設(shè)計(jì)中，基于DSP實(shí)現(xiàn)了MPPT控制、SPWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的生成和P1閉環(huán)反饋控制。最后，論文給出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)電路的調(diào)試結(jié)果，從中可以看出，所設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)了各部分的功能，并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。關(guān)鍵詞：太陽能電池；最大功率點(diǎn)跟蹤；推挽電路：SPWM：DSP

標(biāo)簽： mppt 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)

上傳時(shí)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(dāng)前世界能源短缺以及環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，這些問題迫使人們改變能源結(jié)構(gòu)，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(jì)、清潔等優(yōu)點(diǎn)倍受青睞，其開發(fā)利用技術(shù)亦得以迅速發(fā)展，而光伏水泵成為其中重要的研究領(lǐng)域。本文針對(duì)采用異步電機(jī)作為光伏水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的光伏水泵系統(tǒng)，詳細(xì)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(tái)試驗(yàn)樣機(jī)。同時(shí)圍繞多種最大功率跟蹤方法展開研究，設(shè)計(jì)了最大功率跟蹤程序。論文的主要工作如下：1）設(shè)計(jì)了DC-DC推挽升壓電路，并通過加入TPS2812改進(jìn)了推挽功率MOS管的驅(qū)動(dòng)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(duì)多種MPPT方式進(jìn)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(shù)，實(shí)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(jiǎn)化了逆變器驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)了包括W"保護(hù)電路在內(nèi)的外圍電路和相關(guān)的軟件；6）詳細(xì)介紹了系統(tǒng)主電路各元件參量的選擇和設(shè)計(jì)；7）在樣機(jī)上進(jìn)行了不同負(fù)載下的試驗(yàn)，給出了試驗(yàn)波形和效率測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可靠性和高效性。

標(biāo)簽： mppt 光伏水泵變頻控制器

上傳時(shí)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(guān)外，還受使用環(huán)境如輻照度、負(fù)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(yùn)行在不同且惟一的最大功率點(diǎn)（Maximum Power Point，MPP）上，因此，對(duì)于光伏發(fā)電系統(tǒng)來說，應(yīng)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(diǎn)跟蹤（Maximum Power Point Tracking，MPPT）技術(shù).本文根據(jù)光伏電池最大輸出功率與光照度的關(guān)系，建立了基于Boost電路的MPPT仿真模型，采用擾動(dòng)觀測(cè)法，通過調(diào)整DC-DC電路的占空比實(shí)現(xiàn)了最大功率點(diǎn)追蹤。使用Matlab/Simulink 工具，在輻照度恒定和階躍變化的情況下，對(duì)MPPT進(jìn)行了仿真分析。1光伏電池的特性光伏電池實(shí)際上就是一個(gè)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(biāo)簽： boost電路光伏電池 mppt

上傳時(shí)間： 2022-06-21

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獨(dú)立太陽能光伏路燈系統(tǒng)中MPPT控制器的研究與設(shè)計(jì)

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(diǎn)，受到人們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暋Ｌ柲芄夥l(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(jià)格比較高，為了降低系統(tǒng)造價(jià)和有效利用太陽能，對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行最大功率跟蹤（MPPT）顯得尤為重要本文以獨(dú)立光伏路燈系統(tǒng)為研究對(duì)象，進(jìn)行理論分析。從系統(tǒng)原理、撲拓結(jié)構(gòu)、控制策略及MPPT控制器的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的分析和研究。主要內(nèi)容有：1，綜述國(guó)內(nèi)外光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。2，介紹獨(dú)立光伏路燈系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)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(diǎn)，在傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀察法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。4，設(shè)計(jì)出用于光伏陣列MPPT的DC-DC電路。采用boost升壓變換器實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，并分析仿真。5，介紹了控制電路的設(shè)計(jì)過程，采用TMS320F2812控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

標(biāo)簽： 太陽能光伏路燈系統(tǒng) mppt控制器

上傳時(shí)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(duì)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(duì)光伏陣列本身具有非線性、時(shí)變性和無法建立精確的數(shù)學(xué)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(diǎn)跟蹤控制策略，并采用升壓斬波電路（Boost電路）實(shí)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(shí)現(xiàn)，最后概述了太陽能最大功率點(diǎn)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(jìn)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(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，模糊PID控制方法不僅能快速響應(yīng)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(diǎn)處的振蕩現(xiàn)象，而且彌補(bǔ)了在PID控制下系統(tǒng)調(diào)節(jié)過渡時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，使光伏系統(tǒng)始終工作在最大功率點(diǎn)，提高了光伏系統(tǒng)的效率。

標(biāo)簽： 模糊pid控制太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng) mppt

上傳時(shí)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(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。光伏發(fā)電技術(shù)是太陽能利用的主要形式。基于提高太陽能轉(zhuǎn)換效率的最大功率點(diǎn)跟蹤（Maximum power point tracking，簡(jiǎn)稱MPPT）的提出與應(yīng)用為光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化利用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文針對(duì)MPPT技術(shù)開展了細(xì)致的工作計(jì)劃，完成了以MPPT控制器為核心的光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)Buck和Boost電路進(jìn)行了建模和仿真分析.Boost電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、可升壓，且能夠保證一直工作于CCM下，具有更實(shí)用的特點(diǎn)，更進(jìn)一步地，說明了傳統(tǒng)MPPT算法的實(shí)現(xiàn)原理和控制流程，仿真研究表明改進(jìn)型變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法在光強(qiáng)變化時(shí)具有較好的跟蹤控制性能，但是溫度變化時(shí)跟蹤效果差。針對(duì)傳統(tǒng)算改進(jìn)型擾動(dòng)觀察發(fā)法不能很好地響應(yīng)環(huán)境的變化同時(shí)存在嚴(yán)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(jìn)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(shè)置等，完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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(shè)置相關(guān)參數(shù)。通過仿真結(jié)果的比較和分析驗(yàn)證了模糊控制法的有效性和可行性。

標(biāo)簽： boost電路 mppt 光伏發(fā)電系統(tǒng)

上傳時(shí)間： 2022-06-21

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