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部分阴影条件下的光伏发电系统最大功率点跟踪方法的比较

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摘要

Contents

1.Introduction

1.1 Background

1.1.2 Project motivation

1.2 Partially shaded condition of photovoltaic system

1.3 MPPT in photovoltaic system

1.3.1.MPPT methods describing

1.4 Objectives

1.5 Literature review

1.6 Summary

2.Photovoltaic system

2.2.3 Photovoltaic array

2.3 Theory of Ⅰ-Ⅴ characterization

2.3.1 Algorithm for identify the value of RS and RSH

2.4 Equivalent circuit models

2.4.1.Matlab/Simulink Equivalent circuit models of Suntech Power STP270-24/Vb Module

2.5 PV module performance parameters

2.6 Solar PV array under partial shading condition

2.6.1 Occurrences

2.6.2 Nonlinearity of Solar PV Array Characteristics under Partially Shaded2.6.2 Nonlinearity of Solar PV Array Characteristics under Partially Shaded Condition

2.7.Summary

3.Maximum power point methods review

3.2 Importance of MPPT for photovoltaic systems

3.3.1 Perturb and obserye methods

3.3.2 Incremental conductance method

3.3.3 Fuzzy Logic-Based MPPT Method

3.3.5 Artificial Neural Networks Based MPPT Method

3.4 Failures of Conventional MPPT Techniques

3.5 DC-DC converters

3.5.1 Operation of DC-DC Converters

3.6 Boost-Buck converter

3.7 Summary

4 Modelling of PV System

4.2 Dynamic analysis of considered MPPT methods

4.3.Slowly Changing Irradiation Variation

4.4 Results

Conclusion

Acknowledgement

Appendix

Reference

Research achievement during working for the degree

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摘要

太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源,因此,太阳能发电具有良好的经济性以及环境友好性。尽管在光伏发电发展的过程中,对光伏电池的改进已经取得了很大进展,但光伏电池组件的整体效率仍然较低。在光伏电池组件的伏安特性(VAC)曲线上,有一个特殊坐标(UMPP,IMPP),是光伏电池输出功率的最大值。因此,为了在光伏系统中达到光伏电池组件效率最优,有必要使用最大功率点跟踪算法来监测该点的最大功率,以便在这些条件下将光伏电池组件的最大功率传输到负荷。
  论文研究目标如下:
  (1)分析目前光伏系统常见的研究方法,研究了不同天气情况对系统的影响,如太阳辐射的变化程度(部分阴影条件);
  (2)分析现有的基于传统和人工逻辑的最大功率点跟踪法,例如:干扰观测法,增量电导法,模糊逻辑和基于人工神经网络的最大功率点跟踪法;
  (3)研究和开发了光伏板的等效电路模型和升降压变换器;
  (4)基于最大功率点跟踪法在Matlab/Simulink平台设计在四种不同辐射水平(部分阴影条件)下研究光伏系统的方案;
  (5)对四种最大功率点跟踪法进行动态分析和对比。
  针对上述的目标,应用I-V和P-V特性理论建立了光伏系统数学模型,在Matlab/Simulink中进行了仿真验证。研究成果如下所示:
  (1)在建立光伏系统等效电路模型中应用了I-V和P-V特性理论;
  (2)在光伏系统模型中描述并实现了最大功率点跟踪法;
  (3)在Matlab/Simulink中建立了基于四种不同辐射水平(部分阴影条件)的最大功率点跟踪法的光伏系统的模型;
  (4)对四中不同辐射水平下的最大功率点跟踪法进行了比较。

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