摘要
随着社会科技的不断发展，传统化石能源的弊端日益凸显，使得太阳能、风能等新能源发电越来越受到全世界的重视。其中太阳能由于获取容易、储量丰富、分布广泛等优点得到更多学者的关注。人类通过光伏电池为载体实现了电能与太阳能之间的转换，由于目前光伏发电所使用的技术在多个方面还不够成熟，因此光伏发电的效率相对较低，最大功率点追踪（MaximumPowerPointTracking,MPPT）技术作为有效提高光伏发电效率的手段之一，具有重要的现实意义。基于此，本文针对复杂环境下的光伏系统MPPT技术进行研究，从而提高光伏系统的发电效率。 本文对光伏电池原理进行了分析，并搭建了光伏电池的仿真模型。通过不同光照强度和环境温度分析出光伏电池的输出特性，并对局部阴影环境下光伏阵列产生多峰现象的机理进行分析，搭建了串联光伏阵列进行仿真比对。介绍了常见的几种MPPT方法原理，通过分析不同控制方法的优缺点，提出了一种变步长电导增量法。该方法在单光伏电池模型仿真中较传统的电导增量法在追踪精度和速度上均有提升。 针对常规的MPPT控制方法不能较好的满足最大点追踪的控制需求，本文在布谷鸟算法的基础上提出了一种改进方法。通过引入步长控制系数和Lévy飞行指数的自适应变化公式来实现步长在不同迭代时期的需求，并对毁巢率Pa提出一种非线性变化方案使算法在前期增加鸟巢更新数量以扩展全局搜索范围，后期减少计算量以加快收敛速度。选用4个标准的国际测试函数，对所改进的算法进行了性能测试。测试结果表明，在全局搜寻能力和收敛速度上，改进布谷鸟算法均取得了更好的效果。 为提高光伏系统在局部阴影环境下的工作效率，本文在上述改进的基础上提出了一种基于改进布谷鸟算法和变步长电导增量法相结合的复合控制策略。利用改进布谷鸟算法全局寻优能力强、不易陷入局部最优点的优势追踪输出功率到最大点附近，再切换为变步长电导增量法进一步改善局部收敛特性，增强局部收敛稳定性。最后在Matlab/Simulink中搭建10*4的光伏阵列，配合Boost升压电路和PWM控制器完成MPPT控制，在静态光照环境和动态光照环境下分别进行仿真，仿真结果验证了所提方法在不同环境下均能快速准确的追踪到最大功率点。
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