【摘 要】
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在化石能源逐渐枯竭的今天,太阳能由于具有绿色、安全、分布广泛、零污染等诸多优点被人类社会广泛开发和利用。电能作为人类社会最常用的二次能源之一,与一次能源相比具有使用更方便、更清洁的优点,与人类社会生产生活息息相关。人类通过以光伏电池为载体的太阳能光伏发电技术实现了太阳能与电能之间的转换。如何提高光伏电池对太阳能的利用率一直都是各国学者们研究的热点问题。本文针对局部遮阴条件下光伏发电系统MPPT控制
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在化石能源逐渐枯竭的今天,太阳能由于具有绿色、安全、分布广泛、零污染等诸多优点被人类社会广泛开发和利用。电能作为人类社会最常用的二次能源之一,与一次能源相比具有使用更方便、更清洁的优点,与人类社会生产生活息息相关。人类通过以光伏电池为载体的太阳能光伏发电技术实现了太阳能与电能之间的转换。如何提高光伏电池对太阳能的利用率一直都是各国学者们研究的热点问题。本文针对局部遮阴条件下光伏发电系统MPPT控制算法进行研究,对提高光伏电池的光电转换效率具有重要研究意义。在世界经济发展向绿色低碳转型的时代背景下,本文详细阐述国内外光伏发电的历史和发展趋势,分析当前MPPT控制策略的研究现状及主要优势和不足。在Simulink平台上研究光伏阵列的P-V,I-V曲线在均匀遮阴、纵向遮阴、横向遮阴等三种遮阴方式下的输出特性,并对横向遮阴条件下光伏阵列的多峰现象产生机理进行深入研究。针对传统P＆O算法存在的稳态功率振荡问题,提出一种基于固定电压法的变步长P＆O算法。该算法在动态光照下与传统P＆O算法进行仿真对比分析,经过仿真分析表明,本文所提基于固定电压法的自适应变步长P＆O算法不仅能有效解决稳态功率振荡问题,还能提高算法跟踪速度。针对常规MPPT控制方法存在的问题,本文引入旗鱼优化算法（SFO）,对旗鱼优化算法进行数学建模。为平衡SFO算法的全局搜索和局部开发能力,引入基于余弦变化的攻击强度AP及基于对数变化的权重因子对基本SFO算法进行改进。仿真测试结果验证了改进旗鱼优化算法（ISFO）在全局搜索能力上具有更好的性能表现。为解决局部遮阴条件下当前常规MPPT控制策略容易陷入局部最优,跟踪速度慢及跟踪精度差的问题。本文提出一种基于改进旗鱼优化算法（ISFO）与变步长P＆O算法相结合的MPPT控制策略。改进旗鱼优化算法与变步长P＆O算法复合控制策略（ISFO-P＆O）融合了改进旗鱼优化算法全局搜索能力强和变步长P＆O算法局部搜索能力强的优点。通过MATLAB/Simulink搭建基于ISFO-P＆O复合控制算法的光伏系统仿真模型,分别在局部遮阴和动态遮阴条件下对ISFO-P＆O复合算法和传统P＆O算法进行仿真对比分析,通过仿真验证本文所提ISFO-P＆O复合算法的性能。最后在新能源交直流微电网实验平台上进一步验证本文所提ISFO-P＆O复合MPPT控制策略在局部遮阴条件下的有效性。
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