光伏充電系統(tǒng)功率自匹配模糊控制技術(shù)研究.pdf

1、太陽能不僅是一種清潔無污染的能源，還是可再生、可持續(xù)發(fā)展的能源，被世界各國廣泛認(rèn)為是最有希望替代不可再生能源的能源，甚至有可能在本世紀(jì)末成為主力能源之一，許多國家都投入了很大的研究精力以及鼓勵政策支持技術(shù)研究。但是在現(xiàn)有的充電技術(shù)條件下，光伏電池只能將部分電能存儲到蓄電池中，而大部分的電能以不同的形式損失，儲存的電能少意味著發(fā)電成本的增加，這就不利于光伏充電系統(tǒng)投資成本的回收，在某種意義上會影響甚至?xí)恋K光伏充電技術(shù)的進一步發(fā)展。本論文

2、深入分析了光伏充電系統(tǒng)的工作原理，對幾種充電控制器進行了實驗分析研究，分析了光伏充電損耗的原因，實驗結(jié)果可以為提高光伏充電的采收率（采收率與充電效率概念不同，指的是蓄電池充入電量與太陽能電池最大功率點時輸出的電量之比，主要考量對太陽能最大發(fā)電能力的利用率。）指明方向，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種改進型的最大功率點跟蹤充電控制器，本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　本文首先對光伏電池工作的基本原理進行深入分析，并根據(jù)外界環(huán)境的不同，分析光伏電池組

3、件輸電性能因素的影響，分析了鉛酸蓄電池在充電過程中和放電過程中工作的機理。在基于PSIM仿真軟件的基礎(chǔ)上，設(shè)置相關(guān)電池板的參數(shù)，測試實驗中所使用的光伏電池板的性能。
　　常用的最大功率點跟蹤(MPPT，Max Power Point Track)控制方式主要有恒壓跟蹤法、擾動觀察法、增量電導(dǎo)法。在Matlab/simulink環(huán)境下，以數(shù)學(xué)模型建立光伏電池的仿真模塊，根據(jù)幾種常用的MPPT控制原理搭建仿真控制模塊，根據(jù)仿真結(jié)果可以

4、看出常用的MPPT控制方式的優(yōu)缺點，主要缺點是響應(yīng)速度慢以及穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下振蕩帶來的損耗。通過改變控制算法中的擾動步長，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，實現(xiàn)光伏充電系統(tǒng)的功率自匹配，有助于提高光伏電池板的采收率。外界環(huán)境是時刻變化的，模糊控制具有很強的魯棒性，因此該控制器可以滿足使用需求。
　　對目前常用的充電控制器進行實驗對比分析，主要充電方式有直接充電方式、變電阻充電方式、PWM充電方式、Buck型MPPT充電方式，其中變電阻充電方式主要用于

5、反映當(dāng)前狀態(tài)下光伏電池最大輸出功率的能力，而PWM充電方式實際上相當(dāng)于一種恒壓充電方式。通過實驗對比可知直接充電的采收率最低，PWM充電方式采效率比直充方式稍高一些，MPPT充電方式比前兩者高一些。
　　在Matlab/simulink仿真軟件環(huán)境下，分別對模糊控制器和光伏充電系統(tǒng)的仿真模型進行設(shè)計，在fuzzy窗口對模糊控制域以及變量進行設(shè)置，對模糊控制規(guī)則進行編輯，最終對光伏充電系統(tǒng)進行仿真分析。依據(jù)仿真建模的設(shè)計圖，對光伏充