【正文】 （ 35） 實際中以△ I/△ U 近似代替 dI/dU,則使用電導(dǎo)增量法進行最大功率點跟蹤時判據(jù)如下： △ I/△ U I/U 最大功率點左邊 △ I/△ U = I/U 最大功率點 △ I/△ U I/U 最大功率點右邊 定步長電導(dǎo)增量法流程圖如圖 37 所示 . 圖 37 定步長電導(dǎo)增量法流程圖 其中△ U 為每次系統(tǒng)調(diào)整工作點時固定的電壓改變量（步長）， Uref 為下一工作點電壓。 光伏電池 PU 特性曲線及 dP/dU 變化特征如圖 36 所示。 圖 35 光伏發(fā)電系統(tǒng)中采用模糊邏輯控制方法控制流程圖 電導(dǎo)增量法 電導(dǎo)增量法 [8]（ Incremental Conductance， INC）也是 MPPT 控制常用的算法之一。顯然，若 E（ k） =0，則表明光伏電池已經(jīng)工作在最大功率輸出狀態(tài)。 引入模糊控制，首先應(yīng)當(dāng)確定模糊邏輯控制器的輸入和輸出變量。 擾動觀測法這種控制方法雖然算法簡單，且易于硬件實現(xiàn)，但是響應(yīng)速度很慢，只適用于那些光照強度變化非常緩慢的場合。 當(dāng)減小參考電壓 U（ U1=U△ U）時，若 P1P，表明當(dāng)前工作點位于最大功率點右側(cè)，此時系統(tǒng)應(yīng)保持減小參考電壓的擾動方式，即 U2=U1△ U，如圖 32c所示。 一般正常情況下，光伏電池 PU 特性曲線是一個以最大功率點為極值的單峰值函數(shù)，這一特點為采用擾動法來尋找最大功率點提供了條件，而擾動觀測法實際上采用了步進搜索的思路，即從起始狀態(tài)開始，每次對輸入信號做一有限的變換，然后測量由于輸入信號變換引起輸出變換的大小和方向，待方向辨別后，再控制被控對象的輸入按需要的方向調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)自尋優(yōu)最優(yōu)控制。O）是目前實現(xiàn) MPPT 常用的自尋優(yōu)類方法之一。為了繼續(xù)追蹤最大功率點，應(yīng)當(dāng)將系統(tǒng)的負(fù)載特性由負(fù)載 1 變化至負(fù)載 2，以保證系統(tǒng)運行在新的最大功率點 B。這樣即使光伏電池的結(jié)溫升高使得列陣的輸出功率減少，系統(tǒng)仍然可以運行在當(dāng)前工況下的最佳狀態(tài)。 3 光伏陣列最大功率點跟蹤（ MPPT）控制 光伏陣列輸出特性具有非線性特征，并且其輸出受光照強度、環(huán)境溫度和負(fù)載情況的影響。由該曲線族可以看到開路電壓 UOC 線性的隨溫度變化，短路電流 ISC 隨溫度有微弱的變化。由該曲線族可以看到開路電壓 UOC 隨光照強度的變化不明顯，而短路電流 ISC 則隨光照強度有明顯的變化。光照強度（ S）和溫度（ T）是確定光伏電池輸出特性的兩個主要參數(shù)[3]。經(jīng)過坐標(biāo)變換，最后可得到常用的光照光伏電池的電流 電壓特性曲線，如圖 23 所示。Rsh 為旁路電阻，一般為幾千歐姆。所謂開路電壓，是把光伏電池置于 100m W/cm2 的光源照射下，且光伏電池輸出兩端開路（ RL→∞）時所測得的輸出電壓值。所謂暗電流指的是光伏電池在無光照時，由外電壓作用下 PN 結(jié)內(nèi)流過的單向電流。環(huán)境溫度的升高， Isc 值也會略有上升，一般來講，溫度每上升高 1℃， Isc 值上升 78181。當(dāng) RL=0 時，所測得電流為電池的短路電流Isc。當(dāng)太陽光照射到半導(dǎo)體的PN 結(jié)上，就會在其兩端產(chǎn)生光生電壓，若在外部將 PN 結(jié)短路，就會產(chǎn)生光電流。這個把太陽能（或其他光能）變換成電能的能量轉(zhuǎn)換器，就叫做太陽能電池（光伏電池）。它的種類很多，大致可分為硅光伏電池、化合物半導(dǎo)體光伏電池。 課題研究的內(nèi)容 本課題主要研究太陽能光伏 電池 最大功率點 跟蹤系統(tǒng)，通過控制負(fù)載端的占空比來調(diào)節(jié)負(fù)載，找到最大功率點。 上海 20xx 年世界博覽會總量達 1MW～ 10MW 的城市光伏發(fā)電系統(tǒng)，還有旨 在解決 8000 萬邊遠地區(qū)居民無電缺電問題的國家光明工程、家用太陽能光伏電源系統(tǒng)、鄉(xiāng)村太陽能光伏電站、青藏鐵路工程光伏電源系統(tǒng)、通信用光伏電源系統(tǒng)等。 20xx年國內(nèi)光伏電池的生產(chǎn)能力約 20MW，但實際生產(chǎn)量僅僅為 4MW左右，占世界光伏電池實際生產(chǎn)量的 1％左右。通過在人口相對集中的地區(qū)建立設(shè)備容量 100kVA 以下的獨立光伏電站，解決鄉(xiāng)村一級基本生產(chǎn)、辦公‘生活用電需要是提高用電普及率的有效途徑；同時獨立光伏電站還可為小型農(nóng)場、畜牧養(yǎng)殖中心提供電源，有利于提高當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)牧業(yè)機械化、自動化水平。技術(shù)方面，經(jīng)過十多年的努力，我國光伏發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，光伏電池技術(shù)不斷進步，與發(fā)達國家相比有差距，但差距在不斷縮小。我國光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及前景： 我國的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)起步較晚，但是發(fā)展速度很快。另一方案是天上發(fā)電，早在 1980 年美國宇航局和能源部就提出在空間建設(shè)太陽能發(fā)電站的設(shè)想，準(zhǔn)備在同步軌道上放一個長 10 公里、寬 5 公里的大平板，上面布滿光伏電池，這樣便可以提供 5 kW 電力。 太陽能光伏發(fā)電雖受晝夜、晴雨、季節(jié)的影響，但可以分散地進行，所以它適用于各家各戶分別進行發(fā)電，而且可以連接到供電網(wǎng)絡(luò) 上，使得各個家庭在電力富裕時可將其賣給電力公司，不足時又可以從電力公司買入。如遇風(fēng)雨天，只需檢查太陽能電池表面是否被沾污、接線是否可靠、蓄電池電壓是否正常即可。獨立供電的太陽能電池組件結(jié)構(gòu)都比較簡單。 太陽能的利用主要有光熱利用、光伏利用、光化學(xué)利用等三種形式。 (5)周而復(fù)始，可以再生 在自然界可以不斷生成并有規(guī)律地得到補充的能源，稱為可再生能源。雖然太陽能分布也具有一定的局限性，但與礦物能、水能和地?zé)崮艿认啾热钥梢暈榉植驾^廣的一種能源，稱得上具有分布較廣、到處都有的優(yōu)點。 (2)就地可取，不需運輸 礦物能源中的煤炭和石油資源在地理分布上的不均勻，以及全世界工業(yè)布局的不均衡造成了煤炭和石油運輸?shù)牟痪?。太陽能作為一種巨量可再生能源，利用太陽能的潛力是十分巨大的。太陽是個巨大的能源，地球上絕大部分能源歸根究底是來自太陽的。 嚴(yán)重的環(huán)境污染還會造成社會問題。 環(huán)境污染對人類 以及其他生物的生存和發(fā)展會產(chǎn)生不利影響?？梢?，礦物燃料并不是取之不盡的。全世界對能源的消耗在 1970 年約為 83 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而在 1995年，這種消耗達到了 140 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，即 25 年間增長了 69． 7％，并預(yù)計，到2020 年全世界對能源的消耗會達到 195 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。光伏發(fā)電的競爭力越來越強。所以新能源和可再生能源既是近期急需的補充能源，又是將來能源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 massextraction and consumption of fossil resources of the Earth, the increasing shortage of natural resources such as oil, coal, and also caused serious pollution to the environment. Devoting major efforts to developing solar energy has bee a priority. Output characteristics of photovoltaic cells with strong nonlinearity, and under the influence of external environmental factors, therefore, how to effectively use, improve energy efficiency, an urgent need to address the problems in the utilization of solar energy. This article by power electronics and control technology to achieve maximum power point tracking for photovoltaic power generation (MPPT), maximum power point tracking with conductance increment method in this article. Photovoltaic power generation systems for the study, main goal is to maximize solar, photovoltaic power generation system of theoretical and experimental research on efficiency optimization. This article has to be based on simulation experiment of PSCAD. Experiment results show that the good implementation of the simulation of solar cells, as well as in the case of solar energy input light intensity changes, can be a very good maximum power point tracking solar. Key words: controller, photovoltaic cell。 以光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象 ,以最大限度利用太陽能 為主要目標(biāo) ,展開了光伏發(fā)電系統(tǒng)效率最優(yōu)化的理論和實驗研究。 摘要 隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展 ,對能源的需求越來越大 ,地球化石資源的大量開采與消耗 ,使石油 、 煤炭等自然資源日趨短缺 ,同時也給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。 本文通過電力電子技術(shù)和控制技術(shù)實現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電的最大功率跟蹤（ MPPT），本文采用了電導(dǎo)增量法跟蹤最大功率點。 關(guān)鍵詞 ：控制器；光伏電池；最大功率點跟蹤；電導(dǎo)增量法； PSCAD 仿真 Abstract With the rapid development of the world economy, increasing demand for energy, 39。 PSCAD simulation 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。由于地球上的初級能源的資源有限、礦產(chǎn)開采費用越來越高、人類能源需求激增的趨勢以及環(huán)境污染嚴(yán)重等原因，以常規(guī)能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)隨著資源的不斷耗用將愈來愈不適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要。 太陽能電池性能和可靠性有了很大提高，成本和售價不斷下降，有經(jīng)濟效益的應(yīng)用范圍不斷擴大，市場迅速 發(fā)展，產(chǎn)業(yè)已達到規(guī)模化、自動化階段。然而，隨著人類對能源需求的日益增加，化石能源的儲量正日趨枯竭。 按目前的消耗速度，我國的現(xiàn)有能源儲量至多可以使用 50 年。 因此，環(huán)境污染問題成為人們普遍關(guān)注的焦點。 環(huán)境污染所帶來的最直接、最容易被人們所感受的后果就是使人類環(huán)境的質(zhì)量下降，影響人類的生活質(zhì)量、身體健康和生產(chǎn)活動。 太陽能可以不分地域地輻射到地球的每一個角落，從而成為二十一世紀(jì)最具大規(guī)模開發(fā)潛力的新能源之一。全世界人們 一年 所用的各種能量之和也只有到達地球表面的太陽能的數(shù)萬分之一。也就是說太陽能至少還可象現(xiàn)在這樣有 60 億年可以穩(wěn)定地被利用。世界上約有二分之一的地區(qū)可以達到這個數(shù)值。但太陽能在利用中不會給空氣帶來污染，也不破壞生態(tài)，是一種清潔安全的能源。 當(dāng)今世界消耗石油、天然氣和煤炭的速度比大自然生成它們的速度要快一百萬倍，如果按照這個消耗速度，在幾十億年時間里所生成的礦物能源將在幾個世紀(jì)內(nèi)就被消耗掉。以太陽能電池技術(shù)為核心的太陽能光伏利用成為太陽能開發(fā)利用中最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，利用太陽能發(fā)電，具有明顯的優(yōu)點： (1)結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕。 (3)維護簡單，使用方便。 (5)可靠性高，壽命長，并且應(yīng)用范圍廣。 據(jù)測算，到 205