光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究

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近年来,随着全球经济的迅猛发展,能源消耗不断增加。由于化石能源的大量消耗导致地球环境出现前所未有的污染,因此清洁可再生能源的利用程度引起了各国的重视。太阳能作为新型的清洁能源,因其储量巨大、清洁、高效、无噪音等优势成为人们关注的重点,而光伏发电作为太阳能的主要应用形式成为当前的重点研究对象。  由于外界环境千变万化,光伏电池很难始终工作在最大功率点处,从而无法实现光伏电池高效率的光电转换。为此,本文针对光伏电池最大功率点跟踪问题进行了研究,并在查阅、分析大量国内外相关参考文献的基础上,选用电导增量法作为光伏电池最大功率点跟踪控制算法对光伏电池工作点进行调控。通过对电导增量法进行详细的分析发现,它在实现光伏电池最大功率点跟踪时,无法很好的兼顾系统对动态响应速度和静态稳定精度的要求。而当采用变步长电导增量法对其进行改善时,虽然能够使系统的动态响应速度和静态稳定精度有一定的提高,但是当外界光照强度发生突变时,却不能有效得避免系统的误判现象,而且该算法在采用|dP/dU|与?Dmax/N的大小关系作为变步长转换条件时,也存在着很大的缺陷。针对变步长电导增量法存在的问题,本文采用 S(k)=|dP/dU|/I(k)代替N|dP/dU|作为电导增量法的步长调整系数、用S(k)<1作为变步长转换条件对其进行改善,并为了有效得避免系统的误判,将功率预测法引入到该算法中,形成基于功率预测的修正变步长电导增量法。  在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真,来验证本文所采用算法的有效性。仿真结果表明:在光照强度发生突变时,本文采用的基于功率预测的修正变步长电导增量法能够很好的兼顾系统对动态跟踪速度和静态稳定精度的要求,而且还能有效得避免误判,降低系统因震荡而造成的功率损失,从而提高光伏发电系统的光电转换率,使太阳能得到最大利用。
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