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随着传统能源短缺与环境污染问题的日益严峻,太阳能光伏发电作为一种新兴的可再生能源利用技术,以其清洁、无污染的特点,成为世界上众多国家竞相发展的热点。在光伏发电系统中,为高效利用太阳能资源,需要对其最大功率点进行跟踪,然而当光伏阵列局部被阴影遮挡时,功率-电压(P-U)特性曲线会出现多个极值点,传统的最大功率点跟踪(MPPT)算法容易失效。针对这一问题,本文以光伏发电系统为研究对象,以多极值点的MPPT控制为研究目标,提出了基于改进布谷鸟搜索(MCS)算法的MPPT控制策略,并对以下几个方面进行了具体的研究: (1)分析了光伏电池的工作原理,并根据其工程用数学模型搭建了光伏电池的Matlab仿真模型。对光伏电池以及不同阴影分布下光伏阵列的输出特性进行了仿真研究,得出了P-U特性曲线的变化规律,为设计局部阴影下光伏发电系统的MPPT算法做准备。 (2)研究了最大功率点跟踪的原理,并对比分析了4种传统的MPPT控制方法。在此基础上,将全局寻优能力强的布谷鸟搜索(CS)算法引入到最大功率点跟踪控制中,并对基本的CS算法进行了改进,增加了步长和方向控制环节,进一步提高了系统搜索的快速性。同时在Matlab/Simulink中建立了MPPT控制系统的仿真模型,在不同光照条件下,分别对基于MCS算法和传统扰动观察法(P&Q)的MPPT控制进行了仿真研究。仿真结果表明,MCS算法不仅克服了传统MPPT方法容易陷入局部最优点的问题,并且具有较快的收敛速度和良好的稳定性能。 (3)本文最后对MPPT控制系统的硬件和软件部分进行了设计,并在光照充足的环境下进行了相关实验,实验结果验证了本文所提MCS算法在实际应用中的可行性和有效性。