基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统的研究.docx

基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统的研究
随着对可再生能源的不断关注，将光伏发电系统并网以供电已成为主要趋势。为了提高系统效率，最大功率点跟踪（MPPT）已成为光伏并网发电系统中必不可少的技术之一。本文将介绍基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统的研究，包括系统工作原理、Fibonacci数列及其在MPPT中的应用、算法实现、实验验证等方面的内容。
1.系统工作原理
基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统由光伏电池板、直流-直流（DC-DC）转换器、用于最大功率点跟踪的Fibonacci调节器、直流-交流（DC-AC）转换器和并网连接组成。系统的工作流程如下：
(1)光伏电池板将太阳能转换为直流电，提供给DC-DC转换器进行功率匹配。
(2)DC-DC转换器将输出功率转换为匹配的直流电压，并且通过Fibonacci调节器控制匹配电压的调整。
(3)Fibonacci调节器结合Fibonacci数列的指数特性，逐渐减少电压差，直至直流电压最佳匹配，从而实现最大功率点跟踪。
(4)此时，将采集到的信息传输给DC-AC转换器，将直流电转换为交流电，并将其注入电网中。
2.Fibonacci数列及其在MPPT中的应用
Fibonacci数列是由LeonardoFibonacci在13世纪发现的数列，其特点是每项是前两项的和，即1、1、2、3、5、8、13、21……在MPPT技术中，Fibonacci数列被用于控制转换器的输出电压，从而跟踪光伏电池的最大功率点。
以输入电流为控制对象的控制器为例，Fibonacci数列的指数特性使得在搜索最大功率点的过程中，控制器产生的电压与电流在最短时间内收敛到MPP的位点。当光照变化时，控制器能快速跟踪变化，并实时调整输出电压与电池电压相匹配。
3.算法实现
在Fibonacci-MPPT算法中，控制器应该遵循以下步骤以匹配光伏电池的最大功率点：
(1)设置初始电压，并使用此电压读取当前电流并计算功率输出。
(2)通过使用Fibonacci数列的当前项来计算下一个定点电压。
(3)设置控制器输出电压为当前计算的电压。
(4)将此电压输入光伏电池，并读取当前电流和功率输出。
(5)如果功率输出比先前的大，则保留新电压并继续使用此电压计算下一个电压。否则，使用上一个电压继续执行步骤2。
4.实验验证
在实验中，我们使用WolfspeedC3M0120100K基板的光伏系统验证了基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统。该系统使用倾斜角为30度和方位角为南的太阳能光板进行实验，并且通过I-V曲线和P-V曲线来分析系统的表现。
实验结果表明，Fibonacci-MPPT能够实现光伏电池的最大功率跟踪，提高系统效率和发电量。同时，其数据传输效率也得到了极大的提高，电网连接更加安全。
综上所述，基于Fibonacci-MPPT的光伏并网发电系统是一种高效、可靠的最大功率点跟踪技术，可以提高光伏系统的效率和发电量，具有广阔的应用前景。