论文总字数：17032字

摘 要

随着我国的环境污染问题越来越严重，人们对于清洁能源的需求日益增加，所欲对于可再生能源的开发和利用成为减少环境污染，提升人民生活质量水平的必要途径。而其中，太阳能是最为理想的新能源之一。

光照强度和温度是影响太阳能光伏发电技术的主要因素，这大大降低了太阳能的使用率。通常为了能够提高光伏发电的效率，使光伏电板能工作在最大的功率点附近，从而创造了最大功率点跟踪技术（MPPT技术）。

提高光伏系统发电效率，人们常用的主要方式是MPPT技术。本文主要通过介绍太阳能光伏发电特性，并在MATLAB的SIMULINK进行光伏发电模型仿真以及变换电路DC/DC模型和DC/AC变换电路模型，研究光伏电池输出特性分析,并以此为基础，进一步介绍常见的MPPT技术，并进行比较分析。

关键词：光伏发电，MPPT技术

Abstract

With the increasingly serious environmental pollution problem in China, people"s demand for clean energy is increasing day by day. The development and utilization of renewable energy is the necessary way to reduce environmental pollution and improve people"s living quality. Among them, solar energy is one of the most ideal new energy.Light intensity and temperature are the main factors affecting solar photovoltaic technology, which greatly reduces the utilization rate of solar energy. Usually, in order to improve the efficiency of photovoltaic power generation, photovoltaic panels can work near the maximum power point, thus creating the maximum power point tracking technology (MPPT technology).MPPT technology is the main way to improve the efficiency of photovoltaic system. This paper mainly introduces the characteristics of solar photovoltaic power generation, and simulates the photovoltaic power generation model through SIMULINK of MATLAB, and studies the output characteristics analysis of photovoltaic cells. Based on this, the common MPPT technology is further introduced and compared.

Keywords: photovoltaic power generation, maximum power point, MPPT

目录

第一章 引 言 1

1.1 光伏发电的背景介绍 1

1.2国内外光伏产业发展形势概述 1

1.2.1全球太阳能光热发电产业发展状况 1

1.2.2世界各国太阳能光热发电发展状况 2

1.2.3 我国光伏行业发展状况 2

1.3 光伏发电研究目的及其意义 2

1.4光伏发电系统最大功率点跟踪技术的背景和意义 3

第2章光伏发电系统的基本原理及组成 4

2.1 光伏电池发电的工作原理 4

2.2光伏发电系统的组成 4

2.3 具备MMPT功能的光伏发电设施 5

2.4光伏电池等效电路分析 5

第三章 MPPT技术的几种算法的研究 8

3.1 MPPT工艺的基本内涵 8

3.2几种常用 MPPT 技术及比较 8

3.2.1固定电压法 8

3.2.2扰动观察法 9

3.2.3电导增量的相关方法 9

3.3扰动观察法的优化优良版 10

3.4本章小结 11

第四章 光伏阵列仿真模型的研究 12

4.1 光伏阵列的simulink仿真模型建立 12

4.2光伏阵列输出特性分析 15

4.3 DC/DC电路仿真模块 19

4.4 DC/AC变换电路 20

4.5 本章小结 23

第五章 总结与展望 24

5.1总结 24

5.2 展望 24

致谢 25

参考文献 26

1. 引 言

光伏发电的背景介绍

能源是长期以来推进人类社会发展的最重要条件和物质基础，并且能源的开发和利用对于国家经济发展水平和人类文明发展有着无可替代的作用。与此同时，化石能源的大量使用也会对环境造成巨大的压力和危机。可再生能源的开发与利用已成为当前人类社会面临的重要工程。

尤其近两百年来，人类工业的发展离不开化石能源，化石能源在近代社会中人类经济社会的发展与文明的进步中起着巨大的推动作用。因此人类为了发展更高的文明，开始大量的开采化石能源。从而使化石能源逐渐走向枯竭甚至耗尽。有数据统计，在2006年，化石能源占全球能源消耗量的87.9%。而我国的比例也高达了93.8%。由此可见全球的化石能源消耗量十分巨大，因此一部分科学家预测在本世纪会有大量的化石能源被人类用完，尤其是一些不可再生能源，这些能源在被消耗干净之后，会对人类社会造成一定的影响。但是同样的，化石能源在能源转换过程中是通过化学反应来释放能量，在化学反应过程中会释放出一系列温室气体，对大气层会造成不良的影响，为了保护地球的生态环境，当代的科学家将清洁能源最为目前最重要的研究探索方向。^[1]

所以太阳能发电技术的研究也随之成为世界性的课题。国家对于清洁能源的开发研究，并且制定有关法规和相关政策，也能促进了太阳能发电技术发展。经过多年的研究和发展，一部分发达国家已经基本实现了将光伏发电产业化。但限制光伏发电发展的的因素还是成本较高的问题，随着光伏发电产业化的推进，虽然使得太阳能发电成本有所下降，但一些技术问题仍然需要克服。

1.2国内外光伏产业发展形势概述

1.2.1全球太阳能光热发电产业发展状况

全球石油危机在1970年代就已经出现了萌芽状态，西方国家的科学家们感到了危机感，并立即开始研究太阳能发点技术，同样的各国的领导者也将对太阳能等其他清洁能源的研究开发列入了国家重点科研项目。并还制定了一系列的优惠政策对这些项目进行支持，鼓励科研人员能够更认真进行科研工作，让清洁能源能够迅速发展，并且尽可能快的投入到实际生活中进行使用。由于太阳能的清洁性和可再生性的优点，使之成为了替代化石能源等传统能源的最理想能源之一。随着专业的科学团队对太阳能发电多年来的研究和技术开发，使得光伏组件的价格已大幅度降低，且太阳能转化效率也得以提高使得太阳能光伏发电的商业化开发与应用成为可能。

光伏发电技术诞生于上世纪五十年代，迄今为止，全球的太阳能光伏发电产业也经历了多个发展阶段。目前光电市场主要出现在美国、西班牙等发达国家，但发展中国家的新兴市场也逐渐开始绽放。总体来看，整个光电产业在全球已经呈现出蓬勃发展的状态。

1.2.2世界各国太阳能光热发电发展状况

太阳能光电发热的原理就是通过收集太阳能来进行发热发电的过程。太阳能资源在地球的的分配是根据地区的海拔决定的，海拔高的地区日照充足因此太阳能资源丰富。这类海拔高的地方有：中国的西部、南非地区、澳大利亚地区、美国的西南部地区、以及墨西哥地区等。在这类丰富的太阳能资源地区中的国家都是世界上最先开始进行太阳能资源开采的国家，中国相对其它各国来说对太阳能利用的研究进行较晚，但是经过国内研究者不懈的努力中国一跃成为世界上的太阳能利用大国，在资源的利用率、收集率、装置的配置率等方面都是世界上的领先地位。而与中国相同进入市场的其他发展中国家，这些国家没有中国这么发达的科技，因此在太阳能开发项目上的步伐要落后于我国。^[2]

1.2.3 我国光伏行业发展状况

对于我国光伏行业的发展其实可以追溯到2002年。之所以在2002年开始发展也是因为我国的政策扶持，因为在此之前我国刚刚通过了“科技攻关”等计划，确定了一系列的目标，除此之外，还投入了大量资金进行研究探索，这使得大光伏发电技术和产业的水平得到了很大的提升，同时也使得我国的光伏发电制造业逐渐缩短了与发达国家之间的差距。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：17032字