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基于电导增量法的光伏MPPT控制策略研究

郭航辰  
【摘要】:为了使资源的供应满足飞速发展的世界形势,对可再生资源的开发和应用具有很强的现实意义。光伏发电具有丰富的储备、相关设备易于安装、维修成本低廉等独特的优点,在全球许多国家得到认可与应用。但由于其转换效率不稳定、电池特性的非线性等特点,制约了光伏发电技术的开发和应用,因此必须使用最大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)技术来保证光伏发电系统的输出效率和系统的稳定性。本文研究了光伏发电系统最大功率点追踪控制技术,首先搭建了光伏电池及其阵列的数学模型,分析了光伏发电系统MPPT的实现机理并且对光伏电池的输出特性进行了详细分析;然后对常用的MPPT算法进行分类,详细分析了在变化的外界环境条件下常用的MPPT控制技术在最大功率点追踪过程中存在的问题,并提出了一种新的变步长算法和改进的电导增量法。新的变步长算法采用本文提出的扰动步长调整系数,使系统的追踪精度与响应速度得到巨大的提升。改进的电导增量法以功率、电压的瞬时变化量进行检测判断,并引入允许误差和标志值。当外界辐照度发生变化时,不需要提前设置速度因子来保证算法的收敛性,使光伏发电系统得到了极大的简化。动态响应阶段通过引入功率变化信息来避免传统算法在辐照度改变时产生的误判现象,提高了算法的追踪精度。当系统到达稳态阶段时引入标志值和限制条件,有效的防止了稳态振荡的产生,减少了不必要的功率损失。


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