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一种基于BIPV 系统最大功率跟踪算法研究
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【09经济管理毕业论文】摘要:针对光伏建筑一体化BIPV(Building Integrated Photovoltaic)发电系统,提出一种新的改进扰动观察最大功率跟踪MPPT (maximum power point tracking)控制算法。在对光伏建筑电气系统结构的研究基础上,针对光伏建筑受遮挡时发生的阴影效应,对目前常用的MPPT算法进行仿真分析,在此基础之上提出新的控制算法并给出仿真结果。结果表明改进扰动观察控制算法具有更快的跟踪速度和更好的抗阴影效果。
关键词: 光伏建筑一体化;最大功率跟踪;改进扰动观察法
0 引言
光伏建筑一体化BIPV(Building Integrated Photovoltaic)是将光伏组件与建筑物相结合,构成一体化发电系统。BIPV 可以有效地减少建筑能耗[1],降低太阳能发电的成本,增强建筑物的美感[2]。不论从建筑、技术或经济角度出发,BIPV 均有着众多的优点[3][4][5]。但由于建筑物的特殊性,光伏系统经常不可避免的受到其它物体的遮挡,而且光伏组件的安装方向和角度也有所不同,使得光伏组件受到阴影效应的影响,系统容易发生失配现象,难于获得高的能量变换效率,甚至可能形成热斑,导致光伏组件的不可逆损坏。为了提高光伏系统的抗阴影能力,需要优化BIPV 系统的电气结构及最大功率跟踪技术MPPT (maximum powerpoint tracking)。本文在对光伏建筑的电气系统结构研究的基础上,对BIPV 的最大功率跟踪技术MPPT 控制算法进行了研究,进而提高BIPV 系统的发电效率,促进光伏建筑技术的发展。
1 光伏建筑电气结构
随着光伏发电技术的不断发展,以及光伏建筑一体化理论在实践中取得的工程经验,光伏建筑的电气结构也在不断的变化,目前常用电气结构主要有以下几种形式[6][7]:
1.1 集中控制模式
集中控制模式是最早的一种逆变系统控制形式,如图1 所示,这种控制模式主要针对大规模的光伏电池阵列发电系统,为了实现逆变并网功能,将多个光伏组件进行串并联,最后采用统一的逆变器将光伏组件产
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