【正文】 ()s s onLc one V tIL??? （ 1） 式中： Vs 為開關(guān)管導(dǎo)通時壓降，約 ～ 。 //本函數(shù)用于各變量初始化 Scan_Tset(unsigned int T)。 原理及流程圖 改進的原理是 :在較短時間間隔內(nèi)只在縮小的跟蹤范圍內(nèi) Vm Vm + )掃描一次 ,其中 Vm和 Voc分別是太陽能電池陣列最大功率點工作電壓和陣列開路電壓；每隔一段較長時間后才在整個跟蹤范圍內(nèi)對各工作點掃描一次。由于在啟動時系統(tǒng)的工作點是從開路電壓處往最大功率點處移動的，而由光伏電池的特性曲線可知，在開路電壓處，電壓采樣值的微小誤差均會導(dǎo)致電流理論值的較大誤差，因而在使用實際電流值進行控制判斷時，就有 可能造成系統(tǒng)的控制判斷錯誤，進而影響系統(tǒng)的正常 MPPT啟動以及功率的波動。但其缺點是控制算法較復(fù)雜，對控制系統(tǒng)要求較高。O法自身算法的不嚴謹，而在日照強度變化時產(chǎn)生跟蹤錯誤。 （ 1）原理 Pamp。另外，由算法原理可知 : 該算法的實施需要不停地開斷開關(guān)元件以測量光伏陣列的開路電壓 , 這便導(dǎo)致光伏陣列無法持續(xù)供電。同時 ,由實驗驗證知 :同一輻照度下的 Vopt與開路電壓 Vopen的比值只與光伏組件的參數(shù)有關(guān) ,而對環(huán)境溫度的變化不敏感 ,可近似認為是一常數(shù) (本文取為 )。另外檢測溫度和輻照度信息的裝置 ,位置必需配置合理。下面對幾種常見的 MPPT 方法的優(yōu)缺點進行分析。如果工作點已越過 Pmax,到達 U4,此時若再增加Δ U,則工作點到達 U5,比較結(jié)果 : P5 P4 ,說明工作點在 Pmax右邊 ,輸入信號差Δ U使輸出功率變小 , 需要改變輸入信號的變化方向 ,即輸入信號每次減去Δ U,再比較現(xiàn)時功率與記憶功率 ,就這樣周而復(fù)始地尋找最大功率點 Pmax。 太陽能電池方陣的輸出隨太陽輻照度和太陽能電池方陣表面溫度而變動，因此需要跟蹤太陽能電池方陣的工作點并進行控制，使方陣始終處于最大輸出，以獲取最大的功率輸出。相反，如果用戶從光伏系統(tǒng)獲得的電力不夠時，則由聯(lián)網(wǎng)逆變器從電網(wǎng)中引入不足部分。 （ 2）最大功率點跟蹤（ MPPT）控制 對跟隨太陽能電池方陣表面溫度變化和太陽幅照度變化而產(chǎn)生出的輸出電壓與電流的變化進行跟蹤控制，使方陣經(jīng)常保持在最大輸出的工作狀態(tài)，以獲得最大的功率輸出。 （一） 太陽能電池方陣 太陽能電池方陣是 聯(lián)網(wǎng)光伏系統(tǒng)的主要部件，由其將接收到的太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能。 ④ 在中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，逆變電源的輸出應(yīng)為失真度較小的正弦波。正弦波逆變器，成本高，但可以適用于各種負載。⑦啟動平穩(wěn)，起動電流小，運行穩(wěn)定可靠。一般輸出電壓可調(diào)范圍為177。在某些場合，需要使用多種電壓的負載時，也要用到 DCDC 逆變器，如將 24VDC 的電能轉(zhuǎn)換成 5VDC 的電能（注意，不是簡單的降壓） 。通過這樣的尋優(yōu)過程，可保證太陽能電池方陣始終運行在最大功率點。軟件系統(tǒng)是針對特定的光伏系統(tǒng)而設(shè)計的應(yīng)用程序?？刂破骺梢圆捎枚喾N技術(shù)方式實現(xiàn)其控制功能。 光伏電站的控制器一般應(yīng)具備如下功能：①信號檢測 檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)各種裝置和各個單元的狀態(tài)和參數(shù)，為對系統(tǒng)進行判斷 、 控制 、保護等提供依據(jù)。蓄電池組一般有充放電 紙盒浮充制。 太 陽能電池 方陣 是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中價值最高的部分。 2． 3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 2． 3． 1 離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)用電負載的特點，可分為直流系統(tǒng) 、交流系統(tǒng)和交直流混合系統(tǒng)等幾種。光伏發(fā)電作為社會整體能源結(jié)構(gòu)的組成部分所占比例尚不足 1%,造成這種狀況的主要原因是光伏發(fā)電的成本太高。 圖 4(a)和圖 4(b)分別給出了太陽能光伏陣列在日照射為 1000W 2/m 時，不同溫度下電壓一電流件 (V－ I)和電壓一功率 (V－ P)特性。晶體硅太陽能電池轉(zhuǎn)換效率雖高，但其成本難以大幅度下降，而薄膜太陽能電池在降低制造成本上有著非常廣闊的誘人前景。禁帶寬度越大，反向飽和電流越小，開路電壓越高。 1． 2 太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率 太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是指電池受光照時的最大輸出功率與照射到電池上的入射光的功率 inP 的比值，用符號η表示，即 太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是衡量電池質(zhì)量和技術(shù)水平的重要參數(shù)，它與電池的結(jié)構(gòu)，結(jié)特性，材料性質(zhì)，工作溫度，放射性粒子輻射損傷和環(huán)境變化等有關(guān)。如果在硅晶體中摻入能夠俘獲電子的硼，鋁等雜質(zhì)元素，它就成了空穴型半導(dǎo)體，簡稱 P 型半導(dǎo)體。電子就像行星圍繞太陽轉(zhuǎn)動一樣，按照一定的軌道繞著原子核旋轉(zhuǎn)。 可將半導(dǎo)體太陽能電池的發(fā)電過程概括為以下 4 點：（ 1）首先是收集太陽光和其它光使之 照射到太陽能電池表面上。 目前，最大功率點跟蹤（ Maximum Power Point Tracking， 簡稱 MPPT）的方法有很多，如恒定電壓控制法，擾動觀測法，導(dǎo)納增量法，曲線擬合法，基于預(yù)測數(shù)據(jù)的最大功率跟蹤方法等等。因為硅太陽電池的開路電壓在很大程 度上受溫度的影響 ,其伏安特性也隨時在改變 ,CVT 裝置不能適應(yīng)這種改變 ,只能迫使陣列在溫度升高時無法避免之效率降低的基礎(chǔ)上 ,再附加一個失配的損失。隨著人民生產(chǎn)水平的提高， 解決偏遠地區(qū)居民用電問題也擺上了政府的議事日程；同時各類無人值守地點也適合太陽能發(fā)電系統(tǒng)，如各類微波傳送站、無線發(fā)射點、水文監(jiān)測點等，隨著國家對環(huán)保要求不斷高，對太陽能發(fā)電的需求越來越多，因此迫切需要一些價廉物美的太陽能發(fā)電系統(tǒng)。 MPPT(maximum power point tracking)。 2． 1 光伏發(fā)電的研究現(xiàn)狀和前景 ........................... 11 2． 2 太陽能光伏發(fā)電的運行方式 ........................... 12 2． 3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 ........................... 12 2． 3． 1 離網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 ................... 12 2． 3． 2 聯(lián)網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 ................... 17 3．最大功率點跟蹤（ MPPT）技術(shù) ......................... 19 研究的目的和意義 .................................. 19 光伏系統(tǒng)中最大功率點跟蹤的原理 ....................... 20 光伏系統(tǒng) MPPT 算法分析比較 ........................... 21 非自尋優(yōu)算法 ................................. 21 恒定電壓控制法（ CVT） ......................... 21 擾動觀測法（ Pamp。 （請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”） 作者簽名： 20xx 年 5 月 20 日 導(dǎo)師簽名： 20xx 年 5 月 20 日 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。 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 題目 太陽能最大功率點跟蹤控制及其仿真 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。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。O） ............................. 22 導(dǎo)納增量法（ IncCond) .......................... 23 基于梯度變步長的導(dǎo)納增量法（ IncCond) ............. 25 4．采用一種改進 的 間歇掃描跟蹤法 ........................ 26 原理及流程圖 ..................................... 26 最大功率跟蹤控制的建模與仿真 ........................ 28 太陽能光伏陣列建模 ............................ 32 DCDC變換器工作狀態(tài)分析 ....................... 33 MPPT 控制的 MATLAB 仿真 ........................ 34 5 結(jié)論 ............................................... 36 致 謝 ............................................... 36 參考文獻 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 simulate 前言 在 進 入 21 世紀之 后 ，人類將面臨實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在 有 限資源和環(huán)保嚴格要求的雙重制約下發(fā)展經(jīng)濟已成為全球熱點問題。 目前我國光伏發(fā)電系統(tǒng)主要是直流系統(tǒng) ,即將太陽電池發(fā)出的電能給蓄電池充電 ,而蓄電池直接給負載供電 ,如我國西北地區(qū)使用較多的太陽能戶用照明系統(tǒng)以及遠離電網(wǎng)的微波站供電系統(tǒng)均為直流系統(tǒng) .此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 ,成本低廉 ,但由于負載直流電壓的不同 (如 12V、 24V、 48V 等 ),很難實現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo) 準化和兼容性 ,特別是民用電力 ,由于大多為交流負載 ， 以直流電力供電的光伏電源很難作為商品進入市場 。 MPPT 跟蹤可挽回由于溫度變化而導(dǎo)致的系統(tǒng)失配損失 ,特別是對于冬、夏及全日內(nèi)溫差較大的地區(qū)更具有明顯的經(jīng)濟、技術(shù)意義。但不同的方法在實際的使用中存在不同的優(yōu)缺點，為了能充分利用各種方法 的優(yōu)點，在對幾種常見 MPPT 方法進行分析的基礎(chǔ)上，提出了一種改進啟動特性的 MPPT 方法，并進行了比較詳細的實驗研究。（ 2）太陽能電池吸收具有一定能量的光子，激發(fā)出非平衡載流子（光生載流子） —— 電子 空穴對。單晶硅的原子是按照一定的規(guī)律排列的。如果在硅晶體中摻入能夠釋放電子的磷，砷等雜質(zhì)元素，它就成為了電子型半導(dǎo)體，即 N型半導(dǎo)體。其中與制造電池半導(dǎo)體材料禁帶寬度的關(guān)系最為直接。計算表明，在大氣質(zhì)量為 試，目前硅太陽能電池的理論光電轉(zhuǎn)換效率的上限值為 33%左右；目前商品硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率一般為 12%～ 15%，高效硅太 陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達 18%～ 20%。早在幾年前，澳大利 亞科學(xué)家利用多層薄膜結(jié)構(gòu)的低質(zhì)硅材料已使太陽能電池成本驟降 80%，為此 ，澳大 利亞政府投資6400萬美元支持這項研究，并希望 10年內(nèi)使該項技術(shù)商業(yè)化。 可以看出，溫度對太陽能光伏陣列的輸出電流影響不大，短路電流隨溫度升高而微微增加。改進電池制造工藝、采用新技術(shù)提高轉(zhuǎn)換效率 ,可以降低光伏發(fā)電的成本 ,但步伐比較緩慢。其主要區(qū)別是系統(tǒng)中是否帶有逆變器。其作用是將太陽的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作 。 蓄電池 ， 尤其是鉛酸蓄電池 ， 需要在充電和放電過程中加以控制 ， 頻繁地過充電和過放電都會影響蓄電池的使用壽命 。需要檢測的物理量有輸入電壓 、 充電電流 、 輸出電壓 、 電流以 及蓄電池溫升等。比較常見的有計算機控制和邏輯控制兩種方式。它由調(diào)度程序和若干實現(xiàn)專門功能的軟件模塊或函數(shù)組成。最大功率跟蹤型控制器可使太陽能電池方陣始終保持在最大功率點狀態(tài)，以充分利用太陽能電池方陣的輸出能量。因此，對逆變器的基本要求是：①能輸出一個電壓穩(wěn)定的交流電。 5%，輸出頻率可調(diào)范圍為177。⑧換流損失小，逆變頻率高，一般在 85%以上。從長遠看，正弦波逆變器將成為發(fā)展的主流。這是由于在中、大容量系統(tǒng)中，若采用方波供電，則輸出將含有較多的諧波分量，高次 諧波將產(chǎn)生附加損耗，許多光伏發(fā)電系統(tǒng)的負載為通信或儀表設(shè)備，這些設(shè)備對電網(wǎng)品質(zhì)有較高的外，當(dāng)中、大容量的光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，為避免 對 公共電網(wǎng)的電力污染，也要求逆變電源輸出正弦波電流。目前工程上應(yīng)用的太陽能電池方陣多為由一定數(shù)量的晶體硅太陽能電池組件按照聯(lián)網(wǎng)逆變器輸入電壓的要求串 、 并聯(lián)后固定在支架上組成。 （ 3）防 止單獨運行 系統(tǒng)所在地