论文部分内容阅读
太阳能以其清洁、无污染、储量巨大等优势在各种新能源开发中占据重要地位。其中柔性非晶硅薄膜光伏发电技术自1976年问世以来以其材料用料少、回收周期短、全年发电量多等优势,逐渐成为新能源技术的典型代表。本文对柔性非晶硅光伏电池及其发电系统进行了建模研究,旨在为该款光伏电池应用技术开发奠定理论基础。具体开展了以下工作：1.首次提出小功率柔性非晶硅光伏电池的电路模型。本文根据标准太阳光下柔性非晶硅光伏电池的Ⅰ-Ⅴ数据,采用拟牛顿迭代法和自组织迁移法求取了电路模型中所有未知参数,建立了其单二极管电路模型。经数据测试实验与仿真实验对比,该电路模型的标准差为0.79%,残差平方和为0.05%。该成果为后续柔性非晶硅光伏电池的发电性能优化奠定了核心基础。2.本文对柔性非晶硅光伏发电系统中用于储能的锂电池进行了建模。建立了一种基于实验数据的简化电路模型,并对其充电过程进行仿真计算以及实验验证。3.选择Boost升压电路和MPPT控制模块,在ATLAB Simulink中构建了柔性非晶硅光伏发电系统的仿真模型。4.针对柔性非晶硅光伏发电系统在环境因素变化时输出效率降低的关键问题,本文对基于PID控制的变步长扰动观察法存在的跟踪时间长(0.04s)、超调量大(11.7%)、稳态误差大(0.5V)等问题,提出了结合PID参数整定的BP神经网络最大功率跟踪控制算法。仿真结果表明,相对于变步长扰动观察法,改进后的控制算法能够在0.01s内完成对柔性非晶硅光伏电池最大功率点的跟踪,超调量下降为0.003%,稳态误差下降为0.15V,消除了暂态工作时的电压振荡,提高了系统的鲁棒性。