Đồ án Năng lượng mặt trời đi sâu tìm hiểu thuật toán P&O bám điểm công suất cực đại cho pin mặt trời

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ------------------------------- 
 ISO 9001:2015 
 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 
 NGÀNH : ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Đoàn Công Minh 
 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Ngô Quang Vĩ 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 ----------------------------------- 
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐI SÂU TÌM HIỂU THUẬT 
 TOÁN P&O BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI CHO 
 PIN MẶT TRỜI 
 TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
 NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
 Sinh viên : Đoàn Công Minh 
 Giảng viên hướng dẫn: ThS. Ngô Quang Vĩ 
 HẢI PHÒNG – 2020 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 
 -------------------------------------- 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
 Sinh viên: Đoàn Công Minh Mã SV : 1412101047 
 Lớp : DC 2001 
 Ngành : Điện Tự Động Công Nghiệp 
 Tên đề tài: Năng lượng mặt trời đi sâu tìm hiểu thuật toán P&O bám 
 điểm công suất cực đại cho pin mặt trời 
 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 2. Các tài liệu, số liệu cần thiết 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp 
 ............. 
 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Họ và tên : 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Nội dung hướng dẫn: 
 ............. 
 ............. 
 ............. 
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày 30 tháng 03 năm 2020 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng 06 năm 2020 
 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN 
 Sinh viên Giảng viên hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày tháng năm 2020 
 HIỆU TRƯỞNG 
 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 ------------------------------------- 
PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP 
Họ và tên giảng viên: Ngô Quang Vĩ 
Đơn vị công tác: Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng 
Họ và tên sinh viên:.................................Chuyên ngành:................................ 
Nội dung hướng dẫn : Toàn bộ đề tài 
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
2. Đánh giá chất lượng của đồ án/khóa luận( so với nội dung yêu cầu đã đề 
ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số 
liệu... ) 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
3. Ý kiến của giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020 
 Giảng viên hướng dẫn 
 (ký và ghi rõ họ tên) 
 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
 Độc lập - Tự do - Hạnh phúc 
 ------------------------------------- 
 PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN 
Họ và tên giảng viên: ......................................................................................... 
Đơn vị công tác:................................................................................................. 
Họ và tên sinh viên: .................................Chuyên ngành:.............................. 
Đề tài tốt nghiệp: ........................................................................................... 
............................................................................................................................ 
1. Phần nhận xét của giảng viên chấm phản biện 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
2. Những mặt còn hạn chế 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
 ......................................................................................................................... 
3. Ý kiến của giảng viên chấm phản biện 
Được bảo vệ Không được bảo vệ Điểm hướng dẫn 
 Hải Phòng, ngày......tháng.....năm 2020 
 Giảng viên chấm phản biện 
 (ký và ghi rõ họ tên) 
 MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PIN MẶT TRỜI.................................... 3 
1.1. Tổng quan ................................................................................................................. 3 
1.2. Giới thiệu về pin mặt trời ......................................................................................... 3 
1.2.1. Định nghĩa.............................................................................................................. 3 
1.2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động pin mặt trời ............................................................ 4 
1.2.3. Hiệu suất của pin mặt trời ...................................................................................... 5 
1.2.4. Ưu nhược điểm của hệ thống pin mặt trời ............................................................. 6 
1.2.5. Ứng dụng của pin mặt trời ..................................................................................... 6 
1.2.6. Đặc tính làm việc của pin mặt trời ......................................................................... 8 
1.2.7. Những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến pin mặt rời ........................................... 13 
1.3. Các phương pháp phổ biến dò tìm công suất cực đại ............................................. 16 
1.3.1. Phương pháp điện áp hằng số .............................................................................. 16 
1.3.2. Phương pháp điện dẫn gia tăng INC .................................................................... 17 
1.3.3. Chọn giải thuật dò tìm công suất cực đại ............................................................ 18 
CHƯƠNG 2: THUẬT TOÁN BÁM ĐIỂM CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI ........................ 19 
2.1. Giới thiệu chung ..................................................................................................... 19 
2.2. Nguyên lý dung hợp tải .......................................................................................... 21 
2.3. Thuật toán xác định điểm làm việc có công suất lớn nhất MPPT .......................... 24 
2.4. Phương pháp nhiễu loạn và quan sát P&O (Perturb and observe) ......................... 25 
2.5. Phương pháp điều khiển MPPT .............................................................................. 27 
2.5.1. Phương pháp điều khiển PI .................................................................................. 27 
2.5.2. Phương pháp điều khiển trực tiếp ........................................................................ 30 
2.5.3. Phương pháp điều khiển đo trực tiếp tín hiệu ra ................................................. 33 
2.6. Giới hạn của MPPT ................................................................................................ 34 
 2.7. Điều chế độ rộng xung (PWM) .............................................................................. 35 
CHƯƠNG 3: BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC ........................................................................... 38 
3.1. Bộ biến đổi DC-DC ................................................................................................ 38 
3.2. Bộ biến đổi DC-DC tăng áp (Boost converter) ...................................................... 38 
CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG BÁM ĐIỂM CỐNG SUẤT CỰC ĐẠI 
THUẬT TOÁN P&O VỚI PHẦN MỀM MATLAB .................................................... 46 
4.1. Phần mềm matlab ................................................................................................... 46 
4.2. Các thông số của hệ thống pin năng lượng mặt trời ............................................... 47 
4.2.1. Thông số của pin năng lượng mặt trời ................................................................. 47 
4.2.2. Thông số của bộ biến đổi DC-DC tăng áp ........................................................... 47 
4.3. Mô phỏng và kết quả mô phỏng hệ thống pin năng lượng mặt trời ....................... 47 
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 56 
 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
PV (PhotoVotaic) : Pin quang điện 
MPPT (Maximum Power Point Tracking) : Dò tìm điểm cực đại 
P&O (Perturb and Observe) : Phương pháp nhiễu loạn và quan sát 
INC (Incremental Conductance) : Phương pháp điện dẫn giai tăng