基于MPPT控制的光伏发电系统设计_本科毕业设计(论文)

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MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计---新能源

MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计---新能源

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毕业论文论文题目MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计系(部)电力工程系学科专业新能源应用技术班级错误!未指定书签。

姓名阿卜杜热伊木学号 2011232560 指导教师刘华二〇一四年四月二十八日新疆工程学院毕业论文任务书新疆工程学院毕业论文成绩表目录摘要 (6)Abstract (7)第一章引言 (10)1.1本课题的选题背景和来源 (10)1. 2太阳能光伏发电简介 (11)1.2.1太阳能光伏发电系统 (11)1.2.2独立太阳能系统的构成 (11)1.3国内外太阳能发电的现状 (11)1.4光伏太阳能控制器国内外现状 (12)1.5论文意义 (12)1.6论文的主要研究内容 (13)第二章光伏发电系统中太阳能电池的特性与应用 (14)2.1太阳能电池的结构及工作原理 (14)2.1.1太阳能电池的结构 (14)2.1.2太阳能电池的工作原理 (14)2.2太阳能电池的特性及应用 (14)2.3本章小结 (15)第三章蓄电池 (16)3.1蓄电池的简介 (16)3.1.1蓄电池的介绍 (16)3.1.2蓄电池技术参数 (16)3. 1. 3蓄电池特性²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²173.2蓄电池的工作原理 (19)3.3蓄电池的充电技术 (20)3.4本章小结 (22)第四章光伏太阳能发电系统中MPPT技术的实现 (23)4.1光伏太阳能发电系统中的最大功率点跟踪 (23)4. 1. 1什么是MPPT²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²24 4. 2充电算法及实现²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²25 4. 2. 1 充电控制算法²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²25 4. 2. 2 MPPT充电算法实现²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²27 4.3最大功率跟踪控制的常用方法 (28)4.3.1恒压跟踪法 (28)4.3.2扰动观察法 (28)4.3.3增量电导法 (28)4. 3.4模糊逻辑控制法 (29)4. 4充电控制器的控制略²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²29 4.5控制算法的分析和选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²30 4. 6太阳能发电系统效率分析²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²314. 6. 1系统整体结构设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²32 4. 6. 2太阳能控制器结构²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²324.7本章小结 (33)第五章小型太阳能光伏控制器硬件和软件的设计 (34)5.1控制器系统的简介 (34)5.2硬件电路设计 (34)5.2.1太阳能光伏充电控制器 (34)5.2.2系统供电电源 (36)5.2.3太阳能电板输入电流采样电路 (37)5.2.4蓄电池放电控制电路 (39)5.2.5蓄电池过充过放检测电路 (39)5.2.6控制系统显示电路 (40)5.3软件设计 (40)5. 3. 1 A/D转换程序设计 (41)5.3.2最大功率点跟踪控制程序设计 (42)5.3.3充电控制程序 (42)5.4系统的可靠性分析及设计 (43)5.4.1硬件的可靠性设计 (43)5.4.2软件的可靠性设计 (44)5.5本章小结 (44)第六章系统数据分析 (45)6.1系统结果分析 (45)6.2本章小结 (46)总结 (48)致谢 (49)参考文献 (50)MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计摘要:太阳能光伏发电现已成为新能源和可再生能源的重要组成部分,也被认为是当前世界最有发展前景的新能源技术。

基于MPPT技术的光伏路灯控制系统硬件设计

基于MPPT技术的光伏路灯控制系统硬件设计

1 引言1.1 太阳能光伏发电的背景及意义随着社会生产的日益发展,能源的地位愈发重要。

在20世纪的世界能源结构中,人类所利用的一次能源主要是石油、天然气和煤炭等化石能源。

这些化石能源本质上是数万年甚至更长时间以来太阳能辐射到地球上的一部分能源储存到古生物中,经过人类数千年,特别是近百年的消费,这些化石能源已被消耗了相当比例。

随着经济的发展、人口的增加和社会生活水平的提高,未来世界能源消费量将持续增长,世界上的化石能源消费总量总有一天将达到极限[1]。

此外,大量使用化石燃料已经为人类生存环境带来了严重的后果。

目前由于大量使用矿物能源,全世界每天产生约1亿吨温室效应气体,己经造成极为严重的大气污染。

如果不加控制,温室效应将融化两极的冰山,这可能使海平面上升几米,四分之一的人类生活空间将由此受到极大威胁。

当前人类文明的高度发展与地球生存环境的快速恶化己经形成一对十分突出的矛盾。

它向全世界能源工作者提出了严峻的命题和挑战[2]。

1.1.1 世界能源危机和太阳能的利用社会的发展,对能源的要求也越来越大。

以往人类所用的能源主要是包括石油、天然气在内的化石能源,这些能源是经过数万年甚至更长的时间由古生物的遗体演变而成,储存在地球上的能源矿藏。

这些能源虽然从本质上也是来源于太阳能,但是由于它们的积累需要经过漫长的地质年代,所以属于不可再生能源。

因此对能源一点点消耗,能源总有一天到枯竭的时候。

经济发展越快,对能源需求越大,能源消耗也就越快。

虽然在可预见的将来,煤炭、石油、天然气等矿物燃料,仍将在世界能源结构中占有相当的比重,但人们对核能以及太阳能、风能、地热能、水力能、生物能等可持续能源资源的利用目益重视,在整个能源消耗中所占的比例正在显著地提高。

据统计,20世纪90年代,全球煤炭和石油的发电量每年增长1%,而太阳能发电每年增长达20%,风力发电的年增长率更是高达26%。

预计在未来5至10年内,可持续能源将能够与矿物燃料相抗衡,从而结束矿物燃料一统天下的局面。

毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计

毕业设计(论文)光伏并网发电系统设计

摘要随着社会生产的日益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。

地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。

随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。

可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。

其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。

光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。

光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。

给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。

并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。

文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。

最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。

文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍,对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。

2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。

重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素,并得出相应的结论。

3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分,文中分析了各部分设计重点,明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点,同时给出了控制及软件实现方法。

4.光伏电池发电输出是非线性的,存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。

本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法,并结合本设计提出了改进方法。

使光伏电池工作于最大输出功率点上,获得高效功率输出。

5.在实际太阳能并网发电系统中,太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的,如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨,重点对“孤岛效应”进行了分析。

光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文)

光伏发电系统建模及其仿真(毕业设计论文)

本科生毕业设计说明书(设计论文)题目:光伏发电系统建模及其仿真光伏发电系统建模及其仿真摘要伴随着能源危机和环境问题的不断加剧,清洁能源的发展进程被大大的推进了。

太阳能作为一种新能源以其没有污染,安全又可靠,能量随处可以得到等优点越来越受到人们的青睐.无论从近期还是远期,无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑,太阳能发电都极具有吸引力。

那么对光伏发电系统的研究则就变得既有价值又有意义。

通过对光伏发电系统的理论研究学习,建立了完整的光伏发电系统体系,本文深入的研究了光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性。

本文的研究重点是光伏发电系统的控制技术,以及在MATLAB/SIMULINK仿真环境下的仿真结果。

讨论了多种最大功率点跟踪方法;且分别讨论学习了在光伏并网和独立发电系统情况下的逆变器和MPPT的控制,并建立了仿真模型,提出了相应的控制策略.且在最后论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略,用电压频率检测法完成了孤岛检测与保护。

关键词:光伏电池,逆变器,最大功率点跟踪,孤岛效应, MATLAB仿真AbstractWith the growing energy crisis and environmental problems,clean energy is greatly promote the development process. Solar energy as a new kind of energy for its no pollution,safe and reliable,widely available energy advantages, such as more and more get the favor of people。

No matter from the near future or long-dated and, no matter from the Angle of energy and environment,or from remote areas and special applications demand point of view,solar power generation is extremely attractive。

光伏并网发电模拟装置设计-电气工程及其自动化本科毕业论文(设计)

光伏并网发电模拟装置设计-电气工程及其自动化本科毕业论文(设计)

光伏并网发电模拟装置设计-电气工程及其自动化本科毕业论文(设计)xx 学院2015届毕业论文(设计)论文(设计)题目光伏并网发电模拟装置设计子课题题目姓名xxx学号201104170332所属院系自动控制与机械制造学院专业年级电气工程及其自动化3班指导教师xxx2015 年6 月摘要本设计的光伏并网发电模拟装置系统是以 MSP430F169单片机为核心,单片机输出 SPWM 波形经 IR2110驱动 H 桥,实现 DC-AC 逆变的发电模拟装置。

最大功率点跟踪(MPPT)绝对误差小于1%,利用 MSP430F160单片机软件设计实现锁相环,用参考频率作为基准频率,对 MSP430F160单片机的外中断和定时器测定相位,当反馈的电压信号相位滞后(超前)于参考信号的相位时,就增大(减小)SPWM 的频率;达到相位和频率同步。

包括阻性负载,以及非阻性负载,实现了频率跟踪,相位跟踪。

DC-AC 转换效率达 80%,采用LCD 液晶显示器显示,能直观、简洁地显示输出电压、电流,具有良好的人机交互性能。

本文详细阐述了单片机MSP430F169的内部结构,系统硬件电路和软件程序的设计及调试过程以及结果测试,同时给出总体设计的流程图、原理图等。

关键词:光伏并网; MSP430F169; DC-AC ;MPPTAbstractThe design of photovoltaic power generation system simulation device based on MSP430F169 single chip microcomputer, microcontroller SPWM output waveform by IR2110 bridge driver H, DC-AC inverter power generation simulation device. The maximum power point tracking (MPPT) absolute error is less than 1%, to achieve phase-locked loop using MSP430F160 MCU software design, using the reference frequency as the reference frequency, the MSP430F160 MCU interrupt and timer test phase, when the phase voltage signal feedback lag (lead) to the phase reference signal, increase (decrease) the frequency of SPWM to achieve the phase and frequency synchronization. Including resistance load and non resistance load, the frequency tracking and phase tracking. The DC-AC conversion efficiency of 80%, with LCD LCD display, can directly and simply display the output voltage and current, has a good interactive performance..This paper describes the internal structure of the chip MSP430F169, the system hardware and software design and the debugging process and test results, and gives the overall design of the flow chart diagram, etc..Keywords: Photovoltaic ; Msp430F169; DC-AC; MPPT目录第一章前言 (1)第二章选题背景 (1)2.1课题来源及其意义 (1)2.2课题设计的主要内容 (1)第三章光伏并网发电系统模拟装置设计原理 (2)3.1逆变原理 (2)3.2正弦脉宽调制SPWM (6)3.3单相全桥逆变中的SPWM控制 (7)3.4最大功率点跟踪(MPPT) (9)第四章总体规划 (11)4.1系统总体方案的选择 (11)4.2逆变器主电路结构 (11)4.2.1 DC-AC逆变方案论证 (12)4.3正弦逆变器的控制 (13)4.3.1正弦脉宽调制SPWM及驱动电路方案选择 (13)4.4MPPT功能 (13)4.4.1 MPPT 的实现程序流程图 (14)4.5滤波器模块选择论证 (14)4.6滤波参数的计算 (14)4.7频率、相位跟踪方案选择论证 (15)4.7.1频率、相位的控制方法与参数计算 (15)4.8提高效率的方法 (15)第五章系统硬件设计 (16)5.1DC-AC主回路 (17)5.2滤波电路 (17)5.3驱动电路 (18)5.4信号采集及保护电路 (18)5.5精密整流电路 (19)5.6单片机MSP430F169的实现程序流程图 (20)第六章单片机简介 (21)6.1主要部件及其功能 (22)6.2引脚说明 (23)参考文献 (26)附录 (26)谢辞 (27)第一章前言随着人类社会的发展,能源的消耗量正在不断增加,世界上的能源正在日趋枯竭。

基于MPPT的太阳能光伏系统研究

基于MPPT的太阳能光伏系统研究

基于MPPT的太阳能光伏系统研究随着环保意识的日益提高,越来越多的人开始关注到太阳能光伏系统。

太阳能是一种清洁能源,在使用过程中不会产生有害物质,对环境的污染极小。

而太阳能光伏系统是将太阳能转换为电能的一种方式。

基于最大功率点跟踪(MPPT)的太阳能光伏系统因其高效可靠而备受青睐。

本文将对基于MPPT的太阳能光伏系统进行研究。

一、太阳能光伏系统简介太阳能光伏系统是将太阳能转化为电能的一种方式。

它由光伏电池板、电池组、逆变器、控制器等组成,其基本工作原理是:太阳能电池板将太阳能转化为直流电,电池组储存直流电,逆变器将直流电转化为交流电并输出给负载使用,控制器对光伏电池板和电池组进行监控、调节和保护。

太阳能光伏系统具有环保、安全、节能、可靠等特点,已经被广泛应用于工业、民用、农业等领域。

随着技术的不断发展和成熟,太阳能光伏系统的效率和稳定性得到了进一步提高。

二、MPPT技术简介MPPT是英文Maximum Power Point Tracking的缩写,中文翻译为最大功率点跟踪。

MPPT技术是太阳能光伏系统中的一种关键技术,其作用是保证光伏电池板输出的功率处于最大值。

光伏电池板输出的功率很大程度上受到光照强度和温度等环境因素的影响。

MPPT技术通过对光伏电池板输出电压和电流进行精确控制,将电池板输出的功率维持在最大值,从而提高电能的转化效率。

MPPT技术目前有多种实现方式,常见的有基于模拟电路的实现方式和基于数字信号处理器(DSP)的实现方式。

其中,基于DSP的实现方式由于具有计算能力强、功耗低、精度高等优点,已经成为主流的MPPT实现方式。

三、基于MPPT的太阳能光伏系统关键技术基于MPPT的太阳能光伏系统主要包括以下关键技术:1. MPPT控制算法MPPT控制算法是基于DSP实现MPPT的关键技术之一。

MPPT控制算法的设计应能充分考虑不同时刻、不同天气条件下光伏电池板的输出电压和电流的变化,以及直流电池组的电压和电流的变化,从而保证光伏电池板输出功率最大。

基于DSP的光伏发电系统MPPT控制器设计

基于DSP的光伏发电系统MPPT控制器设计
学位论文独创性声明
本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外,所有实验、数据和有 关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外,不包含其他人 或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的 贡献均己在论文中作了声明并表示了谢意。
第1章绪论……………………………………………………………………..1 1.1.1国外光伏发电系统的研究状况………………………………………1 1.1.2国内光伏发电系统的研究状况………………………………………2 1.2 MPPT控制器设计研究现状与分析……………………………………2 1.3课题研究意义与工作内容……………………………………………。4 l-3.1课题研究意义……………………………………………………4 1.3.2本文工作内容……………………………………………………4
Then with the features of improved algorithm and the performance requirements
of laboratory photovoltaic power generation system,the MPPT controller is designed carefully based on DSP chip.According to DSP’S own characteristics and input and output requirements,the main control circuit,the power circuit and the driver isolation circuit are described in details about the hardware part.On software part,

基于MPPT控制的光伏发电系统设计_本科毕业设计(论文)

基于MPPT控制的光伏发电系统设计_本科毕业设计(论文)

本科毕业设计论文基于MPPT控制的独立光伏发电系统设计摘要随着时代的发展,人类对能源的需求越来越多,新能源开发是解决能源问题的根本途径,而太阳能光伏发电正是新能源和可再生能源的重要组成部分。

本文主要研究独立光伏发电系统,它有着相当广泛的应用。

独立光伏系统主要包括了光伏电池、蓄电池组、充电器和逆变器四个组成部分,本文对独立光伏系统中的最大功率点跟踪进行深入研究。

本文利用光伏电池的数学模型和等效电路,在MATLAB/Simulink中建立了光伏电池的仿真模型,得到了与实际光伏电池输出特性一致的仿真曲线,为进一步研究最大功率点跟踪打下了基础。

最大功率点跟踪的方法有很多,但是应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法,本文对自适应占空比干扰法进行了详细的分析,给出了算法设计,并建立了光伏电池的仿真模型对算法进行了仿真,仿真结果验证了算法设计的正确。

关键词:独立光伏系统,光伏电池,最大功率点跟踪The Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT ControlABSTRACTWith the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy.Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 发展光伏发电的意义 (2)1.1.1 保护气候和改善环境 (2)1.1.2 节省空间 (3)1.1.3 增加就业 (3)1.1.4 提供农村电力 (3)1.1.5 中国的特殊需求 (4)1.2 国内外光伏产业的发展及趋势 (4)1.2.1 世界光伏产业发展的现状和趋势 (4)1.2.2 国内光伏产业发展现状和趋势 (5)第2章光伏发电系统 (6)2.1 光伏发电系统的基本组成 (6)2.2 带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成 (6)第3章光伏阵列特性及其仿真模型的研究 (8)3.1 光伏电池的工作原理 (8)3.2 光伏电池等效电路分析 (9)3.3 光伏阵列的Simulink模型 (12)第4章光伏阵列最大功率点跟踪算法的研究 (18)4.1 光伏系统最大功率跟踪的原理 (18)4.2 最大功率跟踪点方法概述 (19)4.3 DC/DC变换电路实现MPPT的原理 (27)4.3.1 Boost变换电路 (28)4.3.2 Boost电路实现光伏阵列MPPT的仿真模型 (30)4.4 自适应占空比干扰观察法 (35)4.4.1 占空比干扰观察法的提出 (35)4.4.2 自适应控制技术介绍 (36)4.4.3 基于自适应控制思想的MPPT方法 (36)4.4.4 光伏阵列MPPT仿真模型的建立 (39)4.4.5 仿真结果与分析 (40)结论 (43)谢辞 (45)参考文献 (46)外文资料翻译 (49)前言长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。

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本科毕业设计论文基于MPPT控制的独立光伏发电系统设计摘要随着时代的发展,人类对能源的需求越来越多,新能源开发是解决能源问题的根本途径,而太阳能光伏发电正是新能源和可再生能源的重要组成部分。

本文主要研究独立光伏发电系统,它有着相当广泛的应用。

独立光伏系统主要包括了光伏电池、蓄电池组、充电器和逆变器四个组成部分,本文对独立光伏系统中的最大功率点跟踪进行深入研究。

本文利用光伏电池的数学模型和等效电路,在MATLAB/Simulink中建立了光伏电池的仿真模型,得到了与实际光伏电池输出特性一致的仿真曲线,为进一步研究最大功率点跟踪打下了基础。

最大功率点跟踪的方法有很多,但是应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法,本文对自适应占空比干扰法进行了详细的分析,给出了算法设计,并建立了光伏电池的仿真模型对算法进行了仿真,仿真结果验证了算法设计的正确。

关键词:独立光伏系统,光伏电池,最大功率点跟踪The Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT ControlABSTRACTWith the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy.Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 发展光伏发电的意义 (2)1.1.1 保护气候和改善环境 (2)1.1.2 节省空间 (3)1.1.3 增加就业 (3)1.1.4 提供农村电力 (3)1.1.5 中国的特殊需求 (4)1.2 国内外光伏产业的发展及趋势 (4)1.2.1 世界光伏产业发展的现状和趋势 (4)1.2.2 国内光伏产业发展现状和趋势 (5)第2章光伏发电系统 (6)2.1 光伏发电系统的基本组成 (6)2.2 带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成 (6)第3章光伏阵列特性及其仿真模型的研究 (8)3.1 光伏电池的工作原理 (8)3.2 光伏电池等效电路分析 (9)3.3 光伏阵列的Simulink模型 (12)第4章光伏阵列最大功率点跟踪算法的研究 (18)4.1 光伏系统最大功率跟踪的原理 (18)4.2 最大功率跟踪点方法概述 (19)4.3 DC/DC变换电路实现MPPT的原理 (27)4.3.1 Boost变换电路 (28)4.3.2 Boost电路实现光伏阵列MPPT的仿真模型 (30)4.4 自适应占空比干扰观察法 (35)4.4.1 占空比干扰观察法的提出 (35)4.4.2 自适应控制技术介绍 (36)4.4.3 基于自适应控制思想的MPPT方法 (36)4.4.4 光伏阵列MPPT仿真模型的建立 (39)4.4.5 仿真结果与分析 (40)结论 (43)谢辞 (45)参考文献 (46)外文资料翻译 (49)前言长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。

我们地球所接受到的太阳能,虽只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,但是这些能量相当于全球所需总能量的3—4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。

太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致“温室效应”和全球性气候变化,也不会造成环境污染。

特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。

从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。

电能是目前使用最广泛的能源利用形式,光电转换在太阳能的引用领域中占有重要的地位,太阳能电池就是一种经由太阳光照射后,把光的能量转换成电能的能量转换元件。

有人称之为光伏电池光伏系统。

目前的主要问题是电池的转换效率低且价格昂贵,因此,如何在现有的光电元件转换技术的基础上,进一步提高太阳电池的转换效率,充分利用光伏阵列所转换的能量,一直是光伏系统研究的重要方向。

本课题从太阳能电池的光伏特性出发,对于如何提高太阳能电池的能量转换效率,进行了有益的探讨。

第1章绪论1.1 发展光伏发电的意义太阳能作为一种可持续利用的洁净能源,有着巨大的开发应用潜力。

人类赖以生存的自然资源几乎全部转换自太阳能,人类利用太阳能的历史更是可以追溯到人类的起源时代。

太阳能是人类得以生存和发展的最基础的能源形式,从现代科技的发展来看,太阳能开发利用技术的进步有可能决定着人类未来的生活方式。

目前,虽然太阳能光伏发电成本较高,但是从长远来看,随着技术的进步,以及其它能源利用形式的逐渐饱和,太阳能可能在2030之后成为主流能源利用形式,有着不可估量的发展潜力。

光伏发电着有许多特殊优势,尤其是它可以为边远地区、特殊场合供电。

考虑到光伏发电的附加价值,它的综合经济效益大大提升,因此不能单纯与传统发电模式去比较单位发电成本。

光伏发电可以降低温室气体和污染物排放、创造就业机会、保障能源安全和促进农村尤其是边远农村的发展。

总之,发展光伏发电在经济、社会和环境保护等方面都有着积极的意义,下面来具体讨论光伏发电的发展意义。

1.1.1 保护气候和改善环境太阳能光伏发电最重要的特征是在发电过程中只排放很少的CO2,而CO2作为最主要的温室气体,导致气候变化的罪魁祸首。

同时,电池板可循环使用,系统材料可再利用,光伏的能源投入可进一步降低。

如果广泛使用光伏发电技术,可以为减缓气候变暖做出贡献。

我国能源消费占世界的10%以上,同时我国一次能源消费中,煤占到70%左右,比世界平均水平高出40多个百分点。

燃煤造成的二氧化硫和烟尘排放量约占排放总量的70%~80%,二氧化硫排放形成的酸雨面积已占国土面积的1/3。

目前,环境质量的总体水平还在不断恶化,世界十大污染城市我国一直占多数。

环境污染给我国社会经济发展和人民健康带来了严重影响。

世界银行估计2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13%。

而光伏发电不产生传统发电技(例如燃煤发电)带来的污染物排放和安全问题,没有废气或噪音污染。

系统报废后也很少有环境污染的遗留问题[1,2]。

1.1.2 节省空间光伏发电是一种简单的低风险技术,几乎可以安装在任何有光的地方。

这意味着在公共、私人和工业建筑的屋顶和墙面上都有广泛的安装潜力。

在运行中,这个系统还可以降低建筑的受热,增加通风。

光伏电池板还可以作为隔声板装在公路两侧。

光伏发电在提供大量电力供应的同时,避免占用更多的土地。

1.1.3 增加就业光伏发电可以提供大量的就业机会。

安装阶段创造大量的就业机会(安装工人、零售商和服务工程师),促进地方经济发展。

根据欧洲光伏发电行业信息显示,生产每兆瓦光伏产品大约产生10个就业机会,安装每兆瓦光伏系统创造大约33个就业机会。

批发和间接供应可提供3~4个就业岗位,研究领域提供1~2个就业机会。

整个产业链中,每兆瓦的生产、安装和使用,可提供50个就业机会。

在未来几十年,随着规模的扩大,自动设备的使用,这些数据会有所降低。

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