光伏發(fā)電MPPT預(yù)測控制的研究.pdf

1、摘要摘要在國家大力提倡新能源之際，太陽能作為一種新型能源備受關(guān)注。但是，如何高效地利用是人們一直追求的目標(biāo)。在整個光伏發(fā)電系統(tǒng)中，最大功率點(diǎn)跟蹤（MaximumPowerPointTrackingMPPT）技術(shù)是高效利用太陽能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，由于光伏電池的輸出具有非線性特點(diǎn)，光伏系統(tǒng)輸出的最大功率點(diǎn)在不同外界環(huán)境條件下總會不斷發(fā)生變化，有一些MPPT算法并不能實(shí)時的跟蹤到最大功率點(diǎn)，這必然會造成系統(tǒng)功率的損失和工作效率的下降。

2、為此必須實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，以便在任何環(huán)境條件下都能夠獲得最大功率輸出。雖然目前有多種MPPT控制算法，但是現(xiàn)在的大多數(shù)MPPT算法無法同時兼顧光伏發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤速度和控制精度，尤其是當(dāng)外界環(huán)境情況復(fù)雜時，光伏組件輸出的PU特性曲線將會有多個峰值點(diǎn)。因此，如何快速跟蹤到全局最大功率點(diǎn)并且有較高的控制精度同時能夠避免誤判的發(fā)生具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，近些年來雖然關(guān)于外界環(huán)境突變下的光伏發(fā)電MPPT算法已經(jīng)有了相關(guān)

3、的理論研究，但是好多方法在實(shí)現(xiàn)起來有的比較困難，有的很難同時兼顧跟蹤速度和控制精度。預(yù)測控制算法作為一種新型的算法，具有穩(wěn)態(tài)優(yōu)化和多變量集成優(yōu)化控制的特點(diǎn)，能夠通過過去時刻和當(dāng)前時刻的系統(tǒng)狀態(tài)預(yù)測出未來時刻系統(tǒng)的輸出狀態(tài)，使系統(tǒng)的輸出達(dá)到穩(wěn)定和快速。因此，本文對光伏發(fā)電MPPT預(yù)測控制進(jìn)行了研究。為此，本文主要做了以下幾個方面的工作：(1)光伏發(fā)電MPPT技術(shù)的介紹。介紹了光伏發(fā)電MPPT技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展情況；(2)對光伏電池的等效電路

4、進(jìn)行分析。通過一些等效簡化，得到光伏電池的數(shù)學(xué)表達(dá)式利用Simulink模塊搭建了光伏電池的工程數(shù)學(xué)模型并仿真在不同電池溫度和不同光照強(qiáng)度下光伏電池的輸出特性曲線；(3)光伏發(fā)電MPPT方法的分析比較。簡單介紹了MPPT的基本工作原理，并對常見的MPPT控制方法進(jìn)行了分析，最后，比較闡述了各自的優(yōu)缺點(diǎn)；(4)MPPT控制方法的電路建模。對最大功率點(diǎn)跟蹤的實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)行探討，對Boost變換電路原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。最后，對Boost電路進(jìn)行