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独立光伏系统全方位追光与最大功率跟踪结合的研究

马兰  
【摘要】:目前,碳、石油等常规能源短缺,大部分国家都加紧了光伏的发展步伐,据估计太阳能光伏发电将成为世界能源供应的主体。目前光伏发电面临的瓶颈之一是光伏电池的转换效率低,为了有效的利用太阳能本文提出了将光强跟踪技术与最大功率跟踪(MPPT)技术相结合的方法。 本文先是介绍了独立光伏发电系统的结构、目前光强跟踪技术以及最大功率跟踪技术的现状、原理、算法和发展前景。根据光强跟踪技术和最大功率跟踪技术的发展,提出了全方位追光和双最大功率跟踪算法结合的方案。全方位追光技术实现了在垂直和水平方向跟踪太阳能,并跟踪天气情况变换跟踪方法,有效的增加了光伏电池能量的吸收。双最大功率算法采用改进的恒压控制法结合小步长扰动观察法,为减小稳态时的波动在最大功率点附近采用小步长扰动观察法,环境变化和启动过程采用改进的恒压控制法提高系统的跟踪速度。综上,该方案中全方位追光提高了系统对太阳能量的吸收,双最大功率算法提高了吸收的太阳能的利用,较大程度的提高了光伏电池的转换效率。其次,在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型并获得了较理想的仿真结果。 最后,对系统的软、硬件设计过程进行了详细的阐述。其中主电路采用升压变换器Boost电路。数字信号处理器采用TI公司的TMS320F2812进行软件程序的编写和控制。实验得到了较理想的结果,验证了本文提出方案的可行性。


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