改进的两相交错boost变换器在光伏发电系统中的应用

【摘要】：目前，能源问题日渐严重，太阳能因为具有清洁、安全、无污染等特性，有取之不尽用之不竭的突出优点，光伏并网发电技术成为国内外研究光伏领域的重要课题。 针对光伏发电系统需要解决的技术问题，本文重点研究了两级能量光伏发电系统，从光伏并网发电中光伏电池的最大功率跟踪（MPPT）和DC-DC变换环节这两个切入点着手研究。文中采用模糊控制的扰动观察法作为光伏电池的最大功率跟踪，将加入两相交错技术和软开关技术的改进的两相交错boost变换器作为直流变换器。 由于光伏电池的非线性特性，光伏电池需要进行最大功率点的跟踪，对常见的最大功率跟踪算法对比分析，主要分析了模糊控制的扰动观察法算法，分别对传统的扰动观察法和模糊控制的扰动观察法仿真，并将两者结果比较。将传统的boost变换器进行了改进，加入了两相交错技术和软开关技术最后得到改进的两相交错boost变换器。在Matlab/Simulink软件仿真环境下，分别对两相交错boost变换器和加入软开关的boost变换器仿真，验证了电路的正确性和可行性。最后将光伏电池的模糊控制的扰动观察法的最大功率跟踪和改进的两相交错boost变换器结合起来，搭建了改进的两相交错boost变换器的光伏发电系统，经过仿真与传统的boost变换器分析比较，验证了改进电路可以较低损耗，提高系统效率。 【关键词】：最大功率跟踪 DC-DC变换器 两相交错技术 软开关技术
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM46;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 国内外光伏发展现状8-9
• 1.3 光伏发电系统的结构及需解决的问题9-12
• 1.3.1 光伏发电系统的结构9-11
• 1.3.2 光伏发电需要解决的问题11-12
• 1.4 论文主要研究内容及创新点12-14
• 第二章 光伏电池及其仿真14-20
• 2.1 光伏电池14-16
• 2.1.1 光伏电池分类及发电原理14-15
• 2.1.2 光伏电池的工作原理15-16
• 2.1.3 光伏电池工程实用模型16
• 2.2 光伏电池的仿真16-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 光伏发电系统最大功率跟踪算法研究20-37
• 3.1 恒电压跟踪法20-21
• 3.2 扰动观察法21-23
• 3.3 电导增量法23-25
• 3.4 基于模糊控制的扰动观察法25-29
• 3.4.1 模糊化26
• 3.4.2 模糊推理26-28
• 3.4.3 解模糊28-29
• 3.5 基于 boost 变换器的光伏发电系统仿真29-31
• 3.6 基于 boost 变换器的光伏发电系统仿真结果分析31-36
• 3.6.1 环境不变时 MPPT 算法仿真结果分析31-34
• 3.6.2 环境变化时 MPPT 算法仿真结果分析34-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第四章 光伏发电系统 DC-DC 变换器的研究37-56
• 4.1 光伏发电系统 DC-DC 变换器37-38
• 4.2 两相交错技术38-45
• 4.2.1 两相交错 boost 变换器分析39-43
• 4.2.2 两相交错 boost 变换器电感电流关系43-44
• 4.2.3 两相交错 boost 变换器的仿真44-45
• 4.3 软开关技术45-54
• 4.3.1 加入软开关技术 boost 变换器的结构分析47-51
• 4.3.2 加入软开关技术 boost 变换器的工作波形51-52
• 4.3.3 加入软开关技术 boost 变换器的仿真52-54
• 4.4 改进的两相交错 boost 变换器54
• 4.5 本章小结54-56
• 第五章 改进的两相交错 boost 变换器光伏发电系统56-61
• 5.1 改进的两相交错 boost 变换器的光伏发电系统的结构56-57
• 5.2 改进的两相交错 boost 变换器的光伏发电系统的仿真57
• 5.3 仿真结果分析57-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 发表论文和参加科研情况说明66-67
• 致谢67

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