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船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究
| 论文题名： | 船用光伏发电系统最大功率跟踪及自动跟踪控制研究 |
| 关键词： | 船用光伏发电系统;最大功率点;跟踪控制;仿真分析;自动跟踪 |
| 摘要： | 目前，随着节能环保要求的不断提高，世界造船业的主要研究方向开始集中在节能减排和探索新能源等方面。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的绿色能源，太阳能光伏系统是利用太阳能电池的光生伏打效应将太阳光辐射能直接转换成直流电能的一种新型发电系统。 太阳能光伏发电系统在陆地上已经得到广泛使用，但是在船舶上面的应用还处于起步阶段。为了探索太阳能光发电系统在船舶上的应用，提高其转换效率，本文围绕如何提高光伏系统功率输出，就太阳能电池板自动跟踪控制系统和最大功率跟踪控制算法这两个方面进行研究。 本文首先就太阳能电池的基本原理、等效模型以及太阳能光伏发电系统的组成进行了简要介绍。基于海洋环境和船舶这一特殊载体方面的特征，考虑安全和光伏阵列转换效率，对太阳能电池板在船上的安装方式进行分析。 其次，根据太阳能光伏阵列的数学模型和最大功率跟踪数学模型，完成了光伏阵列的MATLAB通用仿真模型并验证其正确性。通过对升压式变换器、降压式变换器、升降压式变换器和库克时变换器四种直流斩波器进行仿真分析，评价其优缺点。通过分析DC-DC变换器实现MPPT的原理，重点对升压式变换器实现MPPT进行了研究，为下文完成最大功率跟踪控制打下基础。 再次，就太阳能光伏发电系统最大功率点跟踪控制技术原理作了简要介绍，并且阐述了扰动观察法、电导增量法和模糊控制法三种最大功率跟踪控制算法，完成其流程图和设计方法，并在MATLAB/Simulink中建立仿真模型。最后以前面完成的光伏阵列模型、Boost变换器模型和仿真算法模型为基础，建立完整的光伏阵列最大功率跟踪控制模型，对仿真结果进行分析比较。 最后，根据太阳能电池板自动跟踪控制系统，进行跟踪原理和跟踪方式分析，建立方位角传动机构数学模型，并在此基础上对系统进行了仿真，对系统在不同开环增益、转动惯量和粘滞摩擦系数下的仿真结果进行了分析。 |
| 作者： | 魏乔 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 严新平;袁成清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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