【摘 要】
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近年来,太阳能光伏发电已成为解决能源危机和环境污染的主要途径之一。光伏系统具有清洁、高效、储量丰富等诸多优点。为了提升光伏发电的输出功率,增加光伏发电系统的年发电量,系统一般会采用最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）控制。目前,常用的MPPT控制技术一般有扰动观察法和电导增量法,虽然可控制系统实现MPPT运行,但一方面因系统运行过程中始终存在扰动,导
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近年来,太阳能光伏发电已成为解决能源危机和环境污染的主要途径之一。光伏系统具有清洁、高效、储量丰富等诸多优点。为了提升光伏发电的输出功率,增加光伏发电系统的年发电量,系统一般会采用最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking,MPPT）控制。目前,常用的MPPT控制技术一般有扰动观察法和电导增量法,虽然可控制系统实现MPPT运行,但一方面因系统运行过程中始终存在扰动,导致输出电能质量差,另一方面在光照强度快速变化时（如多云天气时光伏板被遮挡）,容易导致跟踪失败,降低系统的年发电量。因此,仍需对现有MPPT技术进行优化和改进,改善MPPT跟踪性能。本文以光伏发电系统为研究对象,主要针对光照强度快速变化的情况,对现有MPPT技术进行改进,以期提升系统MPPT运行性能。论文的主要研究内容包括:首先,对常用的太阳能发电系统结构进行综述,并选择常用光伏发电系统结构作为本文研究对象。通过对光伏发电系统,尤其是光伏电池进行建模,分析了太阳能发电系统的性能,为MPPT控制分析奠定了基础。之后,对常用的扰动观察和电导增量MPPT控制方法的工作原理进行了探讨。针对光照强度快速变化的工况,对其跟踪性能进行了分析,指出现有方法在光照强度快速变化时容易跟踪失败的原因。为了解决该问题,对现有扰动观察法进行了改进,并对其跟踪性能进行了分析,改进的方法可有效提升系统在光照强度快速变化时的跟踪速度。然后,对一套60W的光伏发电系统进行了详细设计,包括主电路参数、控制系统参数等。并基于设计的参数在MATLAB/Simulink中建立了仿真平台,对系统进行了仿真研究,结果验证了改进MPPT方法的正确性。最后,对全文进行了总结,对未来的工作进行了展望。
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