光伏發(fā)電系統(tǒng)及其最大功率跟蹤控制策略的研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷加快，人們對(duì)能源的需求也越來(lái)越大，能源緊缺和環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，制約著人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。尋找新能源成為人們面臨的迫切問(wèn)題之一。于是，人們開(kāi)始關(guān)注并研究可再生能源，希望可再生能源能夠改變?nèi)祟惉F(xiàn)在的能源結(jié)構(gòu)，并且可以保持長(zhǎng)期的可持續(xù)發(fā)展。在這些可再生能源中，太陽(yáng)能，由于資源豐富，太陽(yáng)光直接輻射到地球而分布廣泛、能量充足、可以再生、清潔無(wú)污染、永不衰竭且維護(hù)措施簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，越來(lái)越受到全世界

2、的廣泛關(guān)注，成為國(guó)際公認(rèn)的理想替代能源。
　　太陽(yáng)能應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域是光伏發(fā)電，其開(kāi)發(fā)和利用得到不斷的發(fā)展，日益顯示出其良好的應(yīng)用前景。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，通過(guò)電力電子技術(shù)和控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的最大功率跟蹤是提高光伏發(fā)電系統(tǒng)效率的有效途徑之一，是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。因此，深入的研究光伏發(fā)電系統(tǒng)，提高光伏發(fā)電的整體發(fā)電效率，對(duì)于緩解人類目前的能源危機(jī)，保護(hù)環(huán)境以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，都有著重大的意義。
　　本文主要內(nèi)

3、容安排如下：首先介紹了光伏發(fā)電技術(shù)的背景及意義；國(guó)內(nèi)外光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)；目前國(guó)內(nèi)外光伏發(fā)電存在的問(wèn)題；并簡(jiǎn)要介紹了光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的原理和分類；光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備；光伏建筑一體化等。
　　其次介紹了太陽(yáng)能電池的主要分類，并對(duì)其工作原理、伏安特性和輸出特性等做了詳細(xì)的分析。太陽(yáng)能電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，通常以串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)的方式組成光伏陣列進(jìn)行工作。為了得到太陽(yáng)能光伏陣列的最佳工作效率，單體太陽(yáng)能電池需

4、要具有相同的參數(shù)，因此需求出單體太陽(yáng)能電池各參數(shù)的數(shù)值。本文通過(guò)理論分析和仿真研究發(fā)現(xiàn)，串聯(lián)電阻Rs有讓太陽(yáng)能電池的I-V特性曲線左移的特性；而并聯(lián)電阻Rsh有讓太陽(yáng)能電池的I-V特性曲線下移的特性.因此根據(jù)此特性，由太陽(yáng)能電池的電流方程，提出了一種求解太陽(yáng)能電池參數(shù)的新方法，為實(shí)際的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
　　最后對(duì)光伏發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)之一--光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤控制(MPPT)技術(shù)，做了詳細(xì)的分析。通過(guò)分析和比較了目前常用的

5、幾種MPPT控制方法，在原有變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法(INC)的基礎(chǔ)上，提出了一種通過(guò)極值點(diǎn)判斷系統(tǒng)的工作步長(zhǎng)是固定步長(zhǎng)模式還是變步長(zhǎng)模式，并且能根據(jù)比例系數(shù)N自動(dòng)調(diào)節(jié)步長(zhǎng)大小來(lái)跟蹤最大功率點(diǎn)的新型最大功率跟蹤控制算法(MPPT)。在理論分析的基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了DC-DC轉(zhuǎn)換電路中的Boost升壓變換電路的工作原理，以及其仿真波形；正弦波逆變器的SPWM波形產(chǎn)生電路的工作原理；單片機(jī)輸出主程序的流程圖；最后通過(guò)MATLAB