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《光伏水泵mppt及弱光環(huán)境優(yōu)化控制地研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、國內(nèi)圖書分類號：TM615學校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學碩士學位論文光伏水泵的MPPT及弱光環(huán)境優(yōu)化控制研究碩士研究生：趙亮導師：丁寶副教授申請學位：工學碩士學科：電氣工程所在單位：電氣工程及自動化學院答辯日期：2014年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學萬方數(shù)據(jù)ClassifiedIndex:TM615U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSOLARPUMPOPTIMIZATIONOFMPPTANDMOTORCONTROLINLOWLIGHTINTE
2、NSITYCandidate：LiangZhaoSupervisor：Prof.BaoDingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringDateofDefense：June,2014Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology萬方數(shù)據(jù)哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要光伏水泵系統(tǒng)，是一種離網(wǎng)太陽能電力系統(tǒng)，因具有
3、輸出與日照強度一致、系統(tǒng)安全可靠無人值守的特點，特別適合廣大農(nóng)村地區(qū)以及城市自然景觀區(qū)域，將太陽能轉(zhuǎn)換為水資源勢能。光伏水泵系統(tǒng)的運行主要取決于系統(tǒng)控制器的兩方面功能，一方面是對光伏系統(tǒng)的最大功率跟蹤功能，另一方面是對水泵電機的驅(qū)動功能。目前主要的控制器是兩級電力電子變換結構的光伏水泵控制器，通過直流變換環(huán)節(jié)和逆變環(huán)節(jié)實現(xiàn)上述兩級變換過程。本文以一個光伏水泵系統(tǒng)設計為依托，結合太陽能水泵運行和光伏系統(tǒng)能量特點，提出了一種單級電力電子變換的最大功率跟蹤和驅(qū)動控制系統(tǒng)；劃分了控制系統(tǒng)的主要結構和功能，并對其中的硬件能量緩沖環(huán)節(jié)進行了分析。考慮系統(tǒng)最終依靠水泵進行輸出，選取
4、頻率作為系統(tǒng)控制變量，有效理清了控制載體水泵的控制方式及能量轉(zhuǎn)換之間復雜關系。該方案可以有效降低成本和提升效率。光伏水泵系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制決定了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行效率。依據(jù)所提出的頻率控制方法，對光伏電池部分和水泵系統(tǒng)進行初步的仿真建模。本文的最大功率跟蹤算法分兩部分：1.頻率擾動觀察法，考慮系統(tǒng)是泵類負載，功率與轉(zhuǎn)速呈三次方關系，而電機系統(tǒng)中頻率與同步轉(zhuǎn)速相關，因此基于頻率的擾動進行功率比較確定擾動方向，直至系統(tǒng)工作于最大功率點；2.神經(jīng)網(wǎng)絡的給定方法，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法，進行光伏模型的環(huán)境條件與給定運行頻率非線性關系訓練，得出時間和環(huán)境條件下系統(tǒng)運行頻率
5、的工作值的神經(jīng)網(wǎng)絡關系模型。之后，建立復合控制方法，進一步改善跟蹤性能，搭建基于復合控制的跟蹤模型。對光伏水泵系統(tǒng)而言，頻率控制最大功率跟蹤，在電機工作狀態(tài)上表現(xiàn)為對運行速度進行的變頻調(diào)速控制。而且對水泵電機的調(diào)速控制過程進一步分析中發(fā)現(xiàn)，在光伏系統(tǒng)運行早晚時間段的弱光系統(tǒng)輕載狀態(tài)，電機消耗很大部分集中在系統(tǒng)勵磁上，而勵磁電能是過量的。為對勵磁過程進行節(jié)能控制，利用矢量控制將勵磁和轉(zhuǎn)矩分量解耦分別控制，以電流跟蹤控制實現(xiàn)減小勵磁部分電能。通過理論推導以及利用SIMULINK搭建系統(tǒng)的仿真分析，對光伏水泵系統(tǒng)的頻率控制的勵磁節(jié)能功能測試，得到了良好節(jié)能效果和穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩控
6、制特性。最后，將頻率控制方法應用于光伏水泵控制器中進行實驗驗證。通過樣機光伏水泵系統(tǒng)實驗，驗證單級系統(tǒng)的最大功率跟蹤控制功能和光伏水泵系統(tǒng)控制器的整機功能。并通過實驗總結光伏系統(tǒng)控制系對泵類負載頻率電壓控制關系。關鍵詞：光伏水泵，頻率控制，最大功率點跟蹤，弱光環(huán)境電機控制-I-萬方數(shù)據(jù)哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractPhotovoltaicpumpsystemisanapplicationofoff-gridsolarpower.Becauseofitspoweroutputcharacteristicisincooperatewiththesunlig
7、htintensitywhichmeansincooperatewiththeagricultureneeds,thesystemcanoperatesafelywithouthumancontrol,andisespeciallysuitableforvastdryareaofwesternChinaandurbanparks.Operationofphotovoltaicpumpsystemmainlydependsontwoaspectsofthesystemcontrollerfunctions,oneisthephotovoltaicmax
