光伏发电系统功率优化器的研究与设计

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1、光伏发电系统功率优化器的研究与设计专业名称：电路与系统申请人：刘邦指导教师：罗晓曙论文答辩委员会主席：立羔!：!!叠委员：广西师范大学学位论文光伏发电系统功率优化器的研究与设计研究生姓名：刘邦导师姓名：罗晓曙学科专业：电路与系统年级：2011级研究方向：光伏并网发电理论与应用摘要太阳能功率优化器是将太阳能逆变器中的最大功率追踪(MaximumPowerPointTracking；MPPT)运算功能独立出来，安置于每块太阳能电池之后，使每块太阳能电池可独立进行MPPT追踪，大幅改善传统光伏阵列在阴影遮挡下导致的功率损失。光伏阵列组成形式

2、主要是传统的集中式MPPT架构，其主要特点是结构简单，成本较低，但阵列中的光伏电池组件在阴影遮挡时容易造成电流和电压适配问题，导致系统的整体发电效率大幅降低。为解决此问题，近年来提出一种分布式光伏功率优化器的阵列架构，为解决光伏阵列串联电池问电流匹配和并联电池组串间的电压匹配问题提供了新途径，将极大地提高发电效率，因而具有较大的研究价值。本文在传统集中式MPPT架构的基础上，研究了一种在单个光伏电池组件接入功率优化器的光伏阵列架构，本文完成的主要工作如下：(1)分析和研究了传统集中式MPPT和功率优化器对光伏阵列发电效率的影响，研究了

3、一种在单个光伏电池组件接入功率优化器的光伏阵列架构，并通过建立两者的仿真模型，对两者发电效率进行了对比。(2)在分析前人研究和提出的最大功率追踪算法基础上，提出了改进的扰动观察法的最大功率追踪算法；用MATLAB的Simulink仿真工具箱创建了光伏电池的仿真模型，并分别对传统扰动观察法和本文所提出的改进的扰动观察算法进行了仿真验证，实验结果表明：改进的扰动观察法改善了传统扰动观察法步长难选择的问题。(3)用VerilogHDL语言编写模块功能代码，采用本文改进的MPPT算法，通过功能及时序仿真后，在ALTERA公司的CycloneI

4、I系列FPGA平台上测试通过。关键词：光伏电池；功率优化器；最大功率追踪；扰动观察法；MATLAB广西师范大学学位论文TheResearchandDesignofPhotovoltaicPowerSystem’SOptimizerGraduatestudent：BangLiuTutor：ProEXiaoshuLuoMajor：ElectronicCircuitandSystemGrade：201Researchdirection：Photovoltaic(pv)Grid—connectedPowerGenerationTheoryan

5、dApplicationAbstractSolarPoweroptimizer'smainconceptismakeindependenceofoperationfunctioninMaximumPowerPointTracking(MPPT)fromsolarinverter,placedineachsolarcell，makeeachsolarcellcanbefree-runningMPPTtrack，significantlyenhancedpowerlossofthetraditionalphotovoltaicarrayc

6、ausedbytheshade．PhotovoltaicarrayformmainlyisaboutthetraditionalcentralizedMPPTstructure，whosemainadvantagesissimpleinstructureandlowcost，butinthephotovoltaiccellcomponentsinthearraywillcausecurrentandvoltagematchingproblemsattheshadow,leadtotheoverallpowerefficiencyoft

7、hesystemisgreatlyreduced．Toresolvethisproblem，apvarrayofeachbatteryconnectedtothepoweroptimizerphotovoltaicarrayarchitectureisputforwardinrecentyears，providesanewwaytosolvethephotovoltaicarraycurrentproblembetweentheseriesbatteryandvoltageproblembetweentheparallelbatter

8、y,willgreatlyimprovedtheefficiencyofpowergeneration，thusleadtooptimizerhasgreatOnthebasisofthetraditionalcentr