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基于改进MPPT算法的光伏发电系统设计
基于改进MPPT算法的光伏发电系统设计
摘要：光伏发电系统是一种可再生的清洁能源系统，通过太阳能电池板将太阳能转化为电能。最大功率点跟踪（MPPT）算法是提高光伏发电系统效率的重要方法之一。本文介绍了一种基于改进MPPT算法的光伏发电系统设计，通过改进传统的MPPT算法，提高了系统的效率和稳定性。
1.引言
光伏发电系统被广泛应用于居民用电、农业灌溉和工业领域。然而，太阳能电池板的输出功率受到众多因素的影响，如光照强度、温度和阴影。在不同的条件下，太阳能电池板输出功率会发生变化。因此，如何准确跟踪太阳能电池板的最大功率点，以提高光伏发电系统的效率和稳定性成为一个研究的热点。
2.最大功率点跟踪算法
传统的MPPT算法包括P&O算法、微分进化算法和增量导数算法等。然而，这些算法在实际应用中存在一些问题，如易产生震荡、收敛速度慢和难以处理阴影等。因此，本文提出了一种改进的MPPT算法。
3.改进的MPPT算法设计
本文提出的改进算法综合考虑了光伏发电系统的工作特性和光照强度的变化情况。具体步骤如下：
（1）根据太阳能电池板的IV曲线，选择起始点并设置初始电压和电流的值。
（2）根据当前的工作点确定电池板输出功率，并与前一时刻的功率进行比较。
（3）如果当前功率大于前一时刻的功率，说明系统正在接近最大功率点，继续增大电压值。
（4）如果当前功率小于前一时刻的功率，说明系统已经超过了最大功率点，减小电压值。
（5）根据变化的功率值调整电压值，直到功率达到最大值为止。
4.系统设计与实现
本文设计了一套基于改进MPPT算法的光伏发电系统，系统包括太阳能电池板、电池组、逆变器、电网和控制器。在系统中，太阳能电池板负责将太阳能转化为电能，电池组存储电能，逆变器将直流电能转换为交流电能，电网作为备用电源，控制器负责实时监测并控制系统运行。
5.实验与结果分析
通过对比实验，本文验证了改进MPPT算法相对于传统MPPT算法的优势。实验结果表明，改进算法能够更快速地跟踪到太阳能电池板的最大功率点，并且能够有效应对光照强度的变化。
6.结论
本文设计了一种基于改进MPPT算法的光伏发电系统，并通过实验验证了该系统相对于传统系统的优势。改进的MPPT算法能够提高光伏发电系统的效率和稳定性，为光伏发电系统的进一步发展提供了新的思路。
参考文献：
1.Pan,C.T.,Chou,J.H.,Lee,Y.T.,&Lu,J.D.(2017).“AnovelMPPTcontrollerbasedonANFISforphotovoltaicsystem”.Energies,10(8),1104.
2.Aasaraai,M.,&Khosravani,H.(2018).“Afuzzylogic-basedMPPTwithfastdynamicresponseforphotovoltaicsystems”.SoftComputing,22(10),3367-3375.
3.Chen,Y.H.,&Hsu,K.T.(2019).“Model-predictiveMPPTcontrolbasedonPSOforphotovoltaicsystems”.IEEETransactionsonIndustrialInformatics,15(2),1387-1398.