小功率风光互补发电系统最大功率跟踪研究及仿真.doc

摘要:本文通过比较几种最大功率的控制算法提出了变步长的扰动方法来调节触发脉冲的占空比来实现最大功率的跟踪控制。利用matlab|simulink中的一些元器件搭建了最大功率控制模型。通过风力的利用系数方程和太阳能电池的输出电流方程，在matlab

中分别建立了风力发电最大功率跟踪模型和太阳能最大功率跟踪模型。通过对这两个模型的仿真，设定不同的参数获取不同的曲线，对它们进行分析比较。利用实验室的风光互补最大功率跟踪设备，在实验室条件下利用鼓风机和可调的钠灯来模拟自然条件下的风速和光照，记录不同参数下的实验数据，绘制曲线图，与仿真曲线进行比较，来验证变步长扰动法控制方案的可行性。

关键词： 风光互补发电系统；最大功率点跟踪；Matlab/Simulink；仿真

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题的背景及意义-1

1.2 太阳能和风能资源的特点及分布-1

1.3 研究风能和太阳能发电-2

1.3.1研究风力发电的起因及现状-2

1.3.2 研究太阳能发电起因及现状-2

1.4现在风光互补发电可达到的程度-3

1.4.1时代的选择-3

1.4.2 风光互补发电在国外的研究与发展-3

1.4.3风光互补发电在中国的发展-4

2 简述风光互补发电系统-5

2.1 小型风光互补发电系统总体结构-5

2.2风力发电机组的介绍-5

2.3光伏阵列的介绍-6

2.3.1各式各样的太阳能电池-6

2.3.2太阳能电池的工作原理-7

2.3.3工作时太阳能电池的特性-7

2.4蓄电池原理及工作状态-10

2.5整流器、逆变器-11

2.6 DC/DC变换器-12

2.7控制器-13

3 风光互补发电的最大功率跟踪控制的方案-14

3.1 风机最大功率跟踪研究-14

3.1.1风机最大功率跟踪控制的原理及算法-14

3.2太阳能最大功率跟踪的研究-16

3.2.1太阳能最大功率跟踪控制的原理及算法-16

3.3 风光互补发电系统的最大功率跟踪的研究-19

4 风光互补发电系统的建模与仿真-22

4.1建立仿真模型-22

4.1.1风机建模-22

4.1.2永磁同步发电机建模-24

4.1.3光伏阵列建模-25

4.1.4Buck型变换器模型-27

4.1.5PWM信号产生模型-28

4.1.6最大功率跟踪控制模型-28

4.2实验数据记录及分析-29

4.2.1实验设备的简介-29

4.2.2实验数据的采集与分析-32

4.3系统仿真-35

结论-39

致谢-40

参考文献-41