不均匀光照下光伏阵列最大功率点跟踪与热斑检测

摘要

随着社会的快速发展，煤炭、石油、天然气等传统的化石能源面临枯竭，能源危机问题逐渐开始暴露出来。作为新能源之一的太阳能因为其独特的优势而得到青睐。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，和其他能源相比太阳能能量大、分布广、无污染、零成本，是最理想的绿色可再生能源。丰富的太阳能资源和硅矿储备，以及太阳能和电力电子技术的发展为我国光伏发电产业的发展提供了良好的条件。
　　目前光伏电池的低效率、高成本等因素严重制约了光伏发电行业的发展。在不均匀光照情况下，光伏阵列由于局部温度过高，会出现“热斑效应”，并且光伏阵列输出特性曲线会出现多个峰值。通常处理“热斑效应”的方法是采用给支路附加旁路二极管或者阻塞二极管，这样做虽然能够防止“热击穿”保护光伏电池，但是却是以牺牲光伏阵列的发电效率为代价的，而且二极管不具有可控性。在均匀遮阴的情况下，传统的光伏电池数学模型和常规的最大功率点算法已经不再适用。因此提前检测出“热斑”，以及提出一种新型的最大功率点跟踪算法是保证光伏系统安全以及提高光伏发电效率的关键。
　　本文的主要研究内容如下：
　　①基于大量的文献和光伏发电系统的组成，寻找并建立光伏发电系统的仿真模型。
　　②研究 MPPT控制的基本原理以及已知的跟踪方法，寻找一种动态性能和稳态性能俱佳的跟踪方法。
　　③了解Socket编程的原理，以VC6.0为开发环境，寻找并建立一种稳定的红外图像传输存储系统。
　　④寻找一种图像检测方法，应用该方法能够快速、准确地检测出红外热斑所在的位置。

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英文摘要

目录

1 绪 论

1.1课题来源

1.2课题研究的目的和意义

1.3国内外研究概况

1.4本论文研究的主要内容

2 光伏发电的原理以及特性

2.1光伏发电系统的构成

2.2光伏电池的工作原理特性

2.3光伏电池的电气特性

2.4本章小结

3 基于模糊扰动的最大功率点跟踪

3.1最大功率点跟踪

3.2常见的最大功率点跟踪方法

3.3基于模糊扰动的最大功率点跟踪

3.4 模糊控制器的设计

3.5三种方法仿真模型

3.6本章小结

4 光伏红外图像传输存储系统

4.1 系统的机构设计

4.2 系统测试

4.3 本章小结

5 基于红外图像的热斑检测

5.1“热斑效应”的研究意义

5.2国内外应用和研究现状

5.3基于红外热像的电力设备故障诊断

5.4光伏太阳能板红外图像滤波

5.5图像分割

5.6典型实例以及分析结果

5.7结论

6 结论与展望

6.1结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A.光伏电池模型MATLAB代

B. 图像检测部分代码