基于simulink光伏电池最大功率点跟踪技术的仿真

基于simulink的光伏电池最大功率点跟踪技术的仿真学院：专业：姓名：指导老师：信息学院自动化张太杰学号：职称：090104031042许强强助教中国·珠海二○一三年五月北京理工大学珠海学院2013届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于simulink的光伏电池最大功率点跟踪技术的仿真》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名：日期：年月日北京理工大学珠海学院2013届本科生毕业设计基于simulink的光伏电池最大功率点跟踪技术的仿真摘要当今社会都在提倡绿色环保的新能源，其中太阳能是被人类普遍认为的绿色能源。然而，阻碍太阳能快速发展的根源是光伏电池的转换效率问题。实际投入应用的光伏电池转换效率都低于35%。至今许多学者提出了各种各样方法，如恒压控制法、电导增量法、扰动观察法、模糊逻辑控制法和神经网络法等等，来提高光伏电池转换效率。基于此，本论文主要研究基于simulink的光伏电池最大功率点跟踪技术的仿真。首先对光伏电池特性进行了分析。其次确定了仿真的总体设计方案，该方案由光伏电池模块、BOOST电路模块、控制器模块和脉宽调制器模块组成。再次，对各个模块一一搭建仿真模型，其中BOOST电路模块需要设置好各个元器件的参数；对于控制器模块是根据成熟的扰动观察法的算法搭建，而这是最重要的一部分，它的优劣直接影响到快速跟踪的效果；脉宽调制主要使用占空比增量DD与三角波进行比较得出一定脉宽的信号，用来控制IGBT的导通和关断。最后，把各个模块连接起来进行仿真，仿真结果表明达到了跟踪最大功率点的目的。关键词：光伏电池BOOST电路控制器脉宽调制器北京理工大学珠海学院2013届本科生毕业设计PhotovoltaiccellsbasedonsimulinksimulationofmaximumpowerpointtrackingtechnologyAbstractToday'ssocietyadvocatesgreennewenergyofenvironmentalprotectionandthesolarenergyisconsideredbyuniversalhumanitisgreenenergy.However,thebarrierofthesolarenergydevelopmentisthephotovoltaicbatteryconversionefficiency.Inthepracticalapplicationphotovoltaiccellconversionefficiencyislowerthan35%.Sincemanyscholarshaveputforwardvariousmethods,suchasconstantpressurecontrol,incrementalconductancemethod,disturbanceobservationmethod,neuralnetworkandfuzzylogiccontrolandsoon,toimprovetheefficiencyofphotovoltaiccell’sconversion.Basedonthis,thisthesismainlystudiesthemaximumpowerpointofphotovoltaiccelltrackingtechnologybasedonSIMULINKsimulation.Firstofall,thephotovoltaiccellcharacteristicsareanalyzed.Secondlydeterminetheoveralldesignschemeofsimulation,thesolutionismadeofthephotovoltaicbatterymodule,theBOOSTcircuitmodule,controllermoduleandpulsewidthmodulatormodule.Again,foreachmoduleonebyonetobuildsimulationmodel,theBOOSTcircuitmoduleneedtosetuptheparameterofallcomponents,andcontrollermoduleisbasedonmaturedisturbanceobservationalgorithmtobuildandthisisthemostimportantpartofthatitdirectlyaffectstheeffectofthefasttrack,PWMusesmainlyconductionthanincrementalDDcomparedwithtriangularwaveobtainedcertainpulsewidthsignal,tocontroltheIGBTturn-onandturn-off.Finally,connectthevariousmodulesofthesimulation.thesimulationresultsshowthatitachievethegoalofthemaximumpowerpointtracking.Keywords:PhotovoltaiccellsTheBOOSTcircuitThecontrollerPWM北京理工大学珠海学院2013届本科生毕业设计目录1引言..............................................................................11.1课题研究背景................................................................11.2本课题的目的和意义..........................................................11.2.1选题的目的............................................................11.2.2选题的意义............................................................21.3光伏发电的发展和现状........................................................21.3.1国内的光伏发电的发展和现状............................................21.3.2国外的光伏发电的发展和现状............................................31.4本课题主要研究内容和创新点..................................................41.5研究的基本思路和技术路线....................................................41.6本章小结...................................................................52光伏电池分析......................................................................62.1光伏电池工作原理............................................................62.2光伏电池物理模型............................................................72.3光伏电池输出特性............................................................92.4本章小结...................................................................113光伏电池最大功率点跟踪技术的算法.................................................123.1光伏电池最大功率跟踪（MPPT）概念和基本原理.................................123.2BOOST电路设计.............................................................133.2.1BOOST电路模型建立...................................................133.2.2参数设置.............................................................143.3脉宽调制器设计.............................................................163.3.1PWM模型搭建.........................................................163.4常用的最大功率跟踪控制方法的分析...........................................173.4.1恒压跟踪法...........................................................173.4.2电导增量法...........................................................173.4.3扰动观察法...........................................................183.5控制器设计................................................................203.5.1控制器模型搭建.......................................................203.6本章小结...................................................................214光伏电池最大功率点跟踪技术的Simulink仿真........................................224.1仿真模型..................................................................224.2仿真结果..................................................................234.3仿真结果的总结.............................................................28北京理工大学珠海学院2013届本科生毕业设计5结论............................................................................29参考文献..........................................................................30谢辞..............................................................................32附录.........