基于电压闭环控制和模糊控制的MPPT算法研究与硬件实现的任务书.docx

基于电压闭环控制和模糊控制的MPPT算法研究与硬件实现的任务书
任务书
一、课题背景
伴随着环保意识的增强和能源危机的日益加剧，光伏发电技术逐渐被广泛应用。在现实应用中，光伏电池的输出功率与辐照度、温度和负载有关，因此为了使光伏电池的效率最大化，需要按照最大功率点跟踪（MPPT）算法来对光伏电池的工作点进行调整。
现有的MPPT算法主要包括基于电压闭环控制和基于模糊控制的两种方法。电压闭环控制方法的优点在于计算简单，容易实现，但是在光照条件波动较大的情况下，容易产生震荡现象。而模糊控制方法的优点在于具有较强的抗干扰能力，可以自适应调整，但是计算较为复杂，实现难度较大。
因此，本课题研究基于电压闭环控制和模糊控制相结合的MPPT算法，并进行硬件实现，以满足实际应用需求。
二、研究内容
1.对基于电压闭环控制和模糊控制的MPPT算法进行深入研究，分析各自的优缺点，探究两种方法相结合的可行性和优化空间。
2.开发基于电压闭环控制和模糊控制相结合的MPPT算法，并进行仿真验证。在此基础上，提出相应的优化方案，进一步提高算法的性能。
3.进行硬件实现，搭建光伏发电系统。利用FPGA实现MPPT算法的实时控制，控制光伏电池的工作点以保持最大输出功率。通过实验分析，验证算法的有效性和实用性。
三、研究方法
本课题将采用理论分析、仿真验证、实验验证相结合的方法。具体来说：
1.理论分析：对现有的基于电压闭环控制和模糊控制的MPPT算法进行深入研究，并结合系统的实际需求，提出相应的算法优化方案。
2.仿真验证：利用Matlab等软件对算法进行仿真，分析算法在不同光照条件下的性能，验证算法的正确性和稳定性，并进行性能比较和评估。
3.实验验证：建立光伏发电系统的硬件平台，利用FPGA实现控制算法，进行实时控制，对算法进行实验验证，分析并评估算法在实际系统中的性能。
四、预期成果
1.深入研究基于电压闭环控制和模糊控制的MPPT算法，分析各自的优缺点，提出相应的算法优化方案。
2.开发出基于电压闭环控制和模糊控制相结合的MPPT算法，并进行仿真验证。
3.利用FPGA实现MPPT算法的实时控制，并建立光伏发电系统的硬件平台，进行实验验证，并分析并评估算法在实际系统中的性能。
四、参考文献
1.荀开伟，叶桂民，“光伏电池最大功率点跟踪算法及其研究进展”，光伏系统工程，2020年01期。
2.李银，张玉玲，叶青，“基于模糊控制的光伏电池最大功率点跟踪算法”，电工技术，2020年02期。
3.刘春花，钱素霞，“基于改进的P&O算法的光伏电池最大功率点跟踪研究”，电力自动化设备，2020年03期。
4.Han,Y.;Wei,Q.;Zhang,Y.;Dai,J.Fuzzy-PIcontrolbasedonslidingmodeobserverforphotovoltaicmaximumpowerpointtracking.IETRenew.PowerGener.2020,14,911–921.