電氣蓄能系統(tǒng)中BIPV的最大功率點跟蹤研究.pdf

1、上世紀(jì)70年代兩次石油危機以來，世界各國意識到傳統(tǒng)化石能源的危機，及其帶來的溫室效應(yīng)等環(huán)境的污染問題，太陽能等清潔的可再生能源日益受到重視，光伏發(fā)電在近年來得到了各國政府的大力支持，取得迅速的發(fā)展，光伏建筑一體化(BIPV)技術(shù)作為光伏發(fā)電的一個重要分支，因為其能有效利用城市的空間進行用于光伏發(fā)電，受到了廣泛的重視。在發(fā)展新能源的同時，節(jié)能也是緩解能源危機的一個有效途徑。本文根據(jù)上述情況，提出了適用于光伏建筑中基于超級電容的電氣蓄能系統(tǒng)

2、，該系統(tǒng)通過對電能的管理調(diào)度，不僅能高效利用光伏發(fā)電等建筑內(nèi)的分布式發(fā)電，同時還能實現(xiàn)再生電能的回收利用，實現(xiàn)建筑節(jié)能。
　　本文研究了電氣蓄能系統(tǒng)中光伏發(fā)電系統(tǒng)的MPPT算法。首先提出了適合于電氣蓄能系統(tǒng)的光伏系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能減少光伏電池失配現(xiàn)象帶來的電能損失以及電能傳輸損耗。然后在這種結(jié)構(gòu)下研究了光伏發(fā)電的MPPT控制算法和DC/DC變換器。
　　在分析了常用的MPPT算法的基礎(chǔ)上，選擇了擾動觀察算法作為本文的基本

3、 MPPT算法，提出了擾動觀察算法的改進算法。根據(jù)電氣蓄能系統(tǒng)中DC/DC變換器輸出端電壓的特點，推導(dǎo)出了直接電流擾動觀察算法，簡化了擾動觀察算法，利用該算法可以省去電壓傳感器，節(jié)約硬件成本。提出了系數(shù)變步長擾動觀察算法，該算法在跟蹤到最大功率點前，逐步增加擾動步長，提高跟蹤速度；在接近最大功率點附近后，逐步減小擾動步長，以提高穩(wěn)定性。提出了環(huán)境估測擾動觀察算法，該算法通過估測環(huán)境改變對輸出功率的影響，避免了繞動跟蹤過程中誤判的發(fā)生。并

4、將本文提出的三種改進算法結(jié)合起來，得到了改進環(huán)境估測系數(shù)變步長直接電流擾動觀察算法，全面改善了擾動觀察算法的性能，使其更加適用于BIPV系統(tǒng)，提高了 BIPV系統(tǒng)的效率。
　　對DC/DC變換器進行了硬軟件設(shè)計：在硬件上采用了Cuk-ZVT-PWM電路，提高開關(guān)管的效率；在軟件上，根據(jù)實際情況設(shè)置了變步長的步長上下限，設(shè)計了主程序、MPPT程序和PWM發(fā)生程序。最后完成了聯(lián)合調(diào)試，進行了實驗驗證了本文設(shè)計的合理性，并測試了試驗機器