光伏系统最大功率点跟踪算法的研究与实现-控制理论与控制工程专业论文.docxVIP

III III Abstract platform, and compared with the traditional PO algorithm for comprehensive performance. Experiments include the one with indoor photovoltaic array and the other one with outdoor ordinary photovoltaic array. The experimental results show that compared with the traditional PO algorithm, the proposed PO MPPT algorithm based on fractional differential compensation can obviously improve the steady performance under two kinds of experimental environment. Key words: Photovoltaic power generation system; MPPT; Fractional-order differential; Coordinate transformation; PO; Tracking efficiency PAGE PAGE V 目 录 目 录 摘 要 I AbstractII 第一章 绪论 1 §1.1 研究背景及意义 1 §1.2 光伏发电的现状及前景 1 §1.3 光伏系统 MPPT 的发展及现状 2 §1.4 该论文的研究内容 4 第二章 光伏系统概述及 MPPT 原理 6 §2.1 光伏电池的数学模型 6 §2.1.1 光伏电池的基本原理 6 §2.1.2 光伏电池的等效模型 6 §2.1.3 光伏电池的工程用模型 8 §2.1.4 光伏电池的仿真模型 9 §2.2 光伏电池的输出特性分析 9 HYPERLINK \l _TOC_250005 §2.3 光伏系统 MPPT 原理 11 HYPERLINK \l _TOC_250004 §2.3.1 光伏系统 MPPT 组成 11 HYPERLINK \l _TOC_250003 §2.3.2 MPPT 跟踪过程及原理 12 §2.3.3 最大功率点判断条件 13 §2.4 该章小结 14 HYPERLINK \l _TOC_250002 第三章 基于分数阶微分补偿的扰动观察 MPPT 算法 15 §3.1 扰动观察法的原理及存在的问题 15 HYPERLINK \l _TOC_250001 §3.2 分数阶微分的特性及 P-U 曲线的分数阶微分 17 §3.2.1 分数阶微分的特性 18 §3.2.2 P-U 曲线的分数阶微分 19 §3.2.3 P-U 曲线分数阶微分与一阶微分的关系 20 HYPERLINK \l _TOC_250000 §3.3 基于分数阶微分补偿的扰动观察法 MPPT 算法研究 20 §3.3.1 算法定性分析 20 §3.3.2 算法定量分析 22 §3.3.3 系数选定 24 §3.3.4 仿真结果 24 §3.4 该章小结 27 第四章 基于坐标变换的变步长扰动观察 MPPT 算法 28 目 录 §4.1 变步长扰动观察法 28 §4.2 固定电压法结合扰动观察法 30 §4.3 基于坐标变换的变步长扰动观察 MPPT 算法研究 32 §4.3.1 P-U 特性曲线变换 32 §4.3.2 变步长的计算 34 §4.4 仿真结果 35 §4.4.1 与固定电压法结合扰动观察法跟踪过程对比 36 §4.4.2 与变步长扰动观察法跟踪过程对比 37 §4.5 该章小结 39 第五章 基于光伏系统 MPPT 实验平台的控制策略研究 40 §5.1 光伏系统 MPPT 实验平台简介 40 §5.1.1 硬件实验平台 40 §5.1.2 软件开发平台 43 §5.2 软硬件参数选择与设计 44 §5.3 实验评价标准与环境条件 46 §5.3.1 实验评价标准 46 §5.3.2 实验环境条件 46 §5.4 扰动观察法实验结果 47 §5.4.1 室内跟踪实验 47 §5.4.2 室外跟踪实验 49 §5.5 基于分数阶微分补偿的扰动观察 MPPT 算法实现 51 §5.5.1 室内跟踪实验 51 §5.5.2 系数选择对实验结果的影响 52 §5.5.3 室外跟踪实验 55 §5.6 跟踪特性综合对比分析 56 §5.7 该章小