【摘 要】
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进入21世纪以后,随着全球经济的发展和人口的增长,能源危机和环境污染等问题日益突出,发展可再生能源产业是解决上述问题的重要途径之一。光伏能源具有清洁、可再生、无噪音
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进入21世纪以后,随着全球经济的发展和人口的增长,能源危机和环境污染等问题日益突出,发展可再生能源产业是解决上述问题的重要途径之一。光伏能源具有清洁、可再生、无噪音等优点,是优秀的新能源之一。但由于光伏发电受环境影响大,其输出的能量具有较强的随机性性。传统的解决方案主要是通过配置大容量储能元件,来维持输出电压,抑平光伏的波动,实现光伏发电系统功率的稳定输出。论文选择独立的光伏发电系统的能量管理方法作为研究目标,分析了常用的独立光伏发电系统中作为能量管理器的直流变换器,针对所选的变换器拓扑研究了独立光伏发电系统的能量管理策略,提出了LPPT的管理算法,并在研制的样机上进行了实验验证。论文的第一章总结了光伏发电系统几种常见的系统架构,以及其相应的功率管理方法,分析了其各自的优缺点。介绍了论文研究内容。论文的第二章针对现有的光伏用直流变换器建立了其损耗模型,并对其优缺点进行了分析。针对论文的研究目标,选择较为合适的直流变换器拓扑,对其进行了设计。论文的第三章主要针对光伏的输出功率管理的算法进行了研究。建立了光伏直流变换器的交流小信号模型,设计了其控制环路。分析了MPPT的工作原理,在此基础上,提出了LPPT的控制原理。同时分析了MPPT和LPPT两种控制模式的切换方法。论文的第四章介绍了研制的一台5kW的实验样机,在该实验样机上对MPPT和LPPT的算法进行了实验研究。第五章对论文完成的研究工作进行了总结,并讨论了光伏发电系统领域今后的发展方向。
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