太阳能电池M课件建模

太阳能电池最大功率点跟踪仿真组员：指导教师：答辩日期：2015.10.22太阳能电池最大功率点跟踪仿真组员：101020304光伏电池模块的仿真最大功率点跟踪技术扰动观察法的缺点与改进总结与展望目录/contents01020304光伏电池模块的仿真最大功率点跟踪技术扰动观察2第一章、光伏电池模块仿真

1.1太阳能电池的等效电路图光伏电池模组的输出特性方程：第一章、光伏电池模块仿真

1.1太阳能电池的等效电路图光伏电3由给定的光伏电池参数确定各仿真模块参数值由给定的光伏电池参数确定各仿真模块参数值41.2光伏电池仿真模型1.2光伏电池仿真模型5I-U曲线P-U曲线1.3输出结果与分析大气温度固定(25℃)，不同日照强度下，光伏模组对日照量变化的特性曲线图：I-U曲线P-U曲线1.3输出结果与分析大气温度固定(25℃6日照强度固定(750W／㎡)，不同大气温度下，光伏模组对温度变化的特性曲线图：I-U曲线P-U曲线日照强度固定(750W／㎡)，不同大气温度下，光伏模组对温度7

从上图可以看出：在一定的温度和日照强度下，光伏电池的输出电压和输出电流之间具有非线性的关系，并且具有唯一的最大功率点当电池表面温度或日照强度等因素发生变化时，最大功率点也会发生漂移因此，在时刻变化外界环境下，使光伏电池维持在最大功率点处，成为光伏系统中一个亟需解决的问题。从上图可以看出：8第二章、最大功率点跟踪算法最大功率点跟踪算法有开路电压法、扰动观测法、恒电压控制法、电导增量法等由于扰动观察法的结构简单，跟踪精度较高，且需要测量的参数较少，被普遍地应用在光伏电池的最大功率点跟踪上,所以我们使用扰动观察法作为仿真对象。第二章、最大功率点跟踪算法最大功率点跟踪算法有开路电压法、扰92.1扰动观察法原理2.1扰动观察法原理102.2MPPT算法的总体模型通过给定温度25℃，光照通过timer模块设定在200——1000之间进行扰动变化，通过搭建boost电路来直接实现扰动法的算法。其中通过PWM脉冲调试来改变电压，实现波动。2.2MPPT算法的总体模型通过给定温度25℃，光照通过t11MPPT模块MPPT模块12PWM模块如图PWM模块基于占空比为升压式变换器产生脉冲信号。其中,零阶保持器的采样周期与MPPT仿真模块周期相同,取在[0.01-0.001]之间。PWM模块如图PWM模块基于占空比为升压式变换器产生脉冲信132.22扰动观察法仿真結果其及分析从图中的电压曲线、功率曲线和电流曲线可以看出,该系统实现了对太阳能电池最大功率点的准确跟踪，但是在达到最大功率点后扰动依然在进行，这会造成能量的损失。2.22扰动观察法仿真結果其及分析从图中的电压曲线、功率曲线14第三章、扰动观察法的缺点及改进缺点：跟踪稳定时，只能在最大功率点附近振荡运行。改进方法:采用变步长扰动首先设定参考电压Ur和扰动步长step的初值;然后检测扰动后光伏电池的输出电压U和电流I,计算出扰动前后的功率变化量dP和电压变化量dU;由dP的值决定是否改变扰动步长,若vP<0,将扰动步长减去一个常数c,否则步长保持不变;然后由dP/dU的值决定扰动的方向,若dP/dU>0,保持原扰动方向,若dP/dU<0,将扰动方向变反;用求得的新步长和扰动方向修正参考电压Ur的值,并更新输出功率的值;如是循环,直至step变为零。第三章、扰动观察法的缺点及改进缺点：跟踪稳定时，只能在最大功153.1改进后的MPPT模块3.1改进后的MPPT模块163.2改进后的结果与分析跟踪到最大功率点后扰动明显减少，有效地减少了能量损失3.2改进后的结果与分析跟踪到最大功率点后扰动明显减少，有效17四.总结本次科研训练取得以下成果：1）研究了太阳能电池特性，对太阳能电池进行理论分析与仿真建模工作；2）研究了光伏发电中最大功率点跟踪技术，分析比较不同方法的特点，并