光伏发电系统mppt控制优化及实验研究

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1、宣妻京万方数据)p一'硕士学位论文瘦乞争一光伏发电系统MPPT控制优化及实验研究MPPTControlOptimizationandExperimentalStudiesonPVSystems作者：马小平导师：宋永端北京交通大学2014年7月学位论文版权使用授权书＼荆嬲万方数据本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交

2、论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：虽心牟签字日期：∞降年-7月争'f7t导师签名：乡罴弓吣签字日期：矽脚年]月锄囝万方数据学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文光伏发电系统MPPT控制优化及实验研究MPPTControlOptimizationandExperimentalStudiesonPVSystems作者姓名：马小平导师姓名：宋永端学位类别：工学学科专业：控制理论与控制工程学号：11120241职称：教授学位级别：硕士研究方向：智能系统及应用北京

3、交通大学2014年7月万方数据致谢本论文的工作是在我的导师宋永端教授的悉心指导下完成的，宋永端教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来宋永端老师对我的关心和指导。宋永端教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向宋永端老师表示衷心的谢意。宋永端教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，李丹勇、李呈祥、张震宇、王鹏等同学对我论文中的最大功率点跟踪仿真研究工作给予了热情帮助，在此向

4、他们表达我的感激之情。另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。本文工作得到了“国家973国家重点基础研究发展计划(编号：2012CB215202)”和“国家自然科学基金项目(编号：51207007)’’的资助，在此表示感谢。万方数据摘要经济的高速发展对能源的依赖越来越大。煤、石油、天然气等不可再生的传统能源面临枯竭，急需新能源技术的发展来推动社会经济的发展。光伏发电作为新能源领域的杰出代表，有分布广泛、储存量大、使用方便等诸多优势，越来越受到人们的青睐。然而，传统光伏发电系统效率较低，成本

5、较高，很大程度上制约了其大规模推广和应用，而最大功率点跟踪技术(MPPT)可以有效解决这一问题。经过几十年发展，光伏MPPT技术取得了长足进步，并在光伏工程领域得到广泛应用。本文围绕光伏发电最大功率点跟踪控制技术进行了以下研究。首先，基于光伏系统建模，分析了系统在光照、温度等外界环境变化情况下的输出特性；针对现有各种最大功率点跟踪算法，进行分析对比并总结其优缺点。传统的MPPT算法典型问题在于：跟踪速度较慢、最大功率点附近不稳定、外界环境突变情况下易发生误判、算法复杂而实用性差等。本文针对上述问题，对变步长导纳增

6、量法进行研究，在分析输出功率与占空比关系的基础上，发挥占空比调节方法简便、实用的优势，从而实现快速、稳定的MPPT，并可在环境突变的情况下，避免误判情况的发生。其次，分别针对占空比扰动观测法、传统变步长导纳增量法及论文优化设计的改进型变步长导纳增量法，建立了三个MPPT控制算法模型，在外界光照突变情况下，分别进行了Matlab仿真实验，对比分析发现：在外界环境突变的情况下，改进型变步长导纳增量算法跟踪速度更快，在最大功率点附近跟踪更稳定。进而，基于改进型变步长导纳增量法，完成了MPPT控制器硬件和软件设计，利用搭

7、建的实际光伏发电系统，对该控制器进行实验测试，结果表明：基于改进型变步长导纳增量法的MPPT控制系统对外界环境突变响应更快速，充电效率更高。最后，将该控制器与物联网控制技术初步融合，给出了太阳能路灯远程智能监控系统设计方案，实现了对太阳能照明系统远程智能监控基本功能。关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；导纳增量法；变步长；控制器：万方数据ABSTRACTTherapiddevelopmentofeconomicsreliesheavilyontheenergysystem．Coal，fuel，andgasbelon

8、gtoun-sustainableenergiesandwillbedepleted,whichrequirerenewableenergi。esforfutureconsumption．PVisoneofthedistinguishedrenewableenergies．Itiswidelydistributed，large-stored，andcanbeutilize