【正文】 uency of signal(信號頻率 )50HZ Initial phase of signal(信號 的初相位 )0176。 LOCAL REAL deltaT,deltaS,cIsc,cVoc,cIm,cVm,It1 LOCAL REAL a,b,c,C1,C2,It a= b= c= deltaT=$T$Tref deltaS=$S/$Sref1 cIsc=$Isc*$S/$Sref*(1+a*deltaT) cVoc=$Voc*(1c*deltaT)*log(exp(1)+b*deltaS) cIm=$Im*$S/$Sref*(1+a*deltaT) cVm=$Vm*(1c*detaT)*log(exp(1)+b*deltaS) C2=(cVm/cVoc1)/Log(1cIm/cIsc) C1=(1cIm/cIsc)*EXP(cVm/(C2*cVoc)) It=cIsc*(1C1*(exp($Vin/(C2*cVoc))1)) if (timezero) then It=cIsc*(1C1*(exp(cVm/(C2*cVoc))1)) endif c Output current error protection. IF()THEN It1=It ELSE It1=0 endif $Pout=$Vin*It1 CCIN($Iout, $SS) = CCIN($Iout, $SS) + It1 CCIN($Ground, $SS) = CCIN($Ground, $SS) It1 IF (TIMEZERO) THEN IF ($Iout .NE. 0) ENABCCIN($Iout,$SS) = .TRUE. IF ($Ground .NE. 0) ENABCCIN($Ground,$SS) = .TRUE. ENDIF （ 3）控制光照強度模塊 該模塊有 1 個控制信號作為輸入端： TimeIN, 1 個輸出端為： Sout。 圖 44 建立 MPPT 模塊第三步 點擊下一步，完成，可生成如圖 45 所示的模塊外觀圖。 當(dāng)然，用戶也可以建立屬于自己的庫工程，通常用戶所建立的庫工程包括所畫原理圖中的部分原始庫所不具有的模塊、元件，用戶通過“元件向?qū)А笨蓪ψ远x的模塊進行設(shè)置，并將其應(yīng)用到所畫原理圖中 。 V r e fV o u t+_V r e fV r e f( a )( b )( c ) 圖 311 PWM 控制器電路原理圖 從圖 311 可以看出，當(dāng)參考電壓上升，脈沖寬度變窄，占空比較小，等效電阻 Ri（圖 310 所示）相應(yīng)的增大；圖 311（ b）表示當(dāng)參考電壓下降，脈沖寬度變寬，占空比變大，等效負載 Ri 相應(yīng)減小 。 光伏陣列逆變器電網(wǎng)M P P TRLCTDCRi 圖 310 基于 BOOST 電路的 MPPT 控制結(jié)構(gòu)圖 將光伏陣列輸出電壓、電流送入 MPPT 控制器中進行最大功率跟蹤控制，MPPT 輸出參考電壓與調(diào)制波進行比較生成 PWM 控制信號，該信號驅(qū)動開關(guān)管導(dǎo)通或關(guān)斷，使其占空比 D 發(fā)生變化，從而改變等效電阻 Ri 的大小，使光伏陣列輸出最大功率，具體控制算法可采用前述的電導(dǎo)增量法。由 BOOST 電路工作原理可知： DUU SO ??1 (36) 式中 D 為開關(guān)管 T 的占空比。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中， Boost 變換器可以被用來將蓄電池或光伏電池輸出的低電壓變換為較高電壓，滿足較高電壓負載的高額定電壓需求。這類電路在 MPPT 控制電路中得到普遍應(yīng)用。 顯然，通過對 dP/dU 的定量分析，可 以得到相應(yīng)的最大功率點判據(jù)。 1） E（ k） ＜ 0, CE（ k） ≥ 0 時， P 由左側(cè)向 Pm 靠近；則 dU 應(yīng)為正，以繼續(xù)靠近最大功率點； 2） E（ k） ＜ 0, CE（ k） ＜ 0 時， P 由左側(cè)遠離 Pm；則 dU 應(yīng)為正，以繼續(xù)N 靠近最大功率點； 3） E（ k） ＞ 0, CE（ k） ≤ 0 時， P 由右側(cè)靠近 Pm；則 dU 應(yīng)為負，以繼續(xù)靠近最大功率點； 4） E（ k） ＞ 0, CE（ k） ＞ 0 時， P 由右側(cè)遠離 Pm；則 dU 應(yīng)為負，以繼續(xù)靠近最大功率點； 0 . 7 0 . 80 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 90 . 0 50 . 1 00 . 1 50 . 2 00 . 2 50 . 3 00 . 3 50 . 4 00 . 4 50 . 5 0輸出功率標幺值端 電 壓 標 幺 值E ( k ) ＜ 0C E ( k ) ≥ 0E ( k ) ＜ 0C E ( k ) ＜ 0E ( k ) ＞ 0 C E ( k ) ＞ 0E ( k ) ＞ 0C E ( k ) ≤ 0 圖 34 MPPT 的邏輯控制規(guī)則示意圖 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用模糊邏輯方法實現(xiàn) MPPT 控制，可以通過 DSP 比較方便的執(zhí)行，其中控制器的設(shè)計主要包括以下幾個方面內(nèi)容： ① 確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量 ② 歸納和總結(jié)幕后控制器的控制規(guī)則 ③ 確定模糊化和反模糊化的方法 ④ 選擇論域并確定有關(guān)參數(shù) 在模糊邏輯控制中，通常用系統(tǒng)的實際輸出量與設(shè)定的期望值相比較，得到一個偏差值 E，一般還需要根據(jù)該偏差的變化率 EC 進行綜合判斷。 模糊邏輯控制 由于太陽光照強度的不確定性、光伏陣列溫度的變化、負載情況的變化以及光伏陣列輸出特征的非線性特征，要實現(xiàn)光伏陣列最大功率點的準確跟蹤需要考慮的因素是很多的。 擾動觀測法 的 MPPT 過程，具體描述如下： 當(dāng)增大參考電壓 U（ U1=U+△ U）時，若 P1P，表明當(dāng)前工作點位于最大功率點左側(cè)，此時系統(tǒng)應(yīng)保持增大參考電壓的擾動方式，即 U2=U1+△ U，其中 U2為二次調(diào)整后的電壓值，如圖 32a 所示。 曲 線 2曲 線 1負 載 2負 載 1A `BB `AI / AU / V 圖 31 MPPT 算法分析圖 現(xiàn)代最大功率點跟蹤方法 干擾觀察法 干擾觀察法 [6]（ Perturb amp。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，要提高系統(tǒng)的整體效率，一個重要的途徑就是實時調(diào)整光伏電池的工作點，使之始終工作在最大功率點附近，這一過程稱之為最大功率點跟蹤（ MPPT）。 溫度對光伏電池輸出參數(shù)的影響如圖 26 所示。有光伏電池的伏安特性曲線可繪制出 PU 曲線，如圖 24 所示。 Rs 為串聯(lián)電阻，一般小于 1 歐姆。 ID 為暗電流。 光伏電池的基本特性 光伏電池的等效電路 光伏電池的等效電路圖如圖 21 所示 [1]。 目前大規(guī)模使用的主 要是單晶硅和多晶硅電池，因為其資源豐富、轉(zhuǎn)換效率較高 (澳大利亞新南威爾士大學(xué)的格林教授已將單晶硅電池的轉(zhuǎn)換效率提高到24％ )，所以現(xiàn)在開發(fā)得也最快。光伏發(fā)電成本高，無法與常規(guī)能源競爭，所以更需要政府制定強有力的法規(guī)和政策支持以驅(qū)動我國光伏產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化發(fā)展。目前，國內(nèi)光電池硅片的生產(chǎn)能力己達 4． 5MW，在西藏 7 個無水無電 縣中已全部建成了光伏發(fā)電，其中功率最大的 100kW。 70年代中期后，光伏發(fā)電應(yīng)用逐漸擴大到地面并形成了我國的光伏產(chǎn)業(yè)。一是利用地面上的沙漠和海洋面積進行發(fā)電，并通過超導(dǎo)電纜將全球太陽能發(fā)電站連成統(tǒng)一電網(wǎng)以便全球供電。只要將太陽能電池支撐并面向太陽即可發(fā)電，宜于制成小功率移動電源。煤炭、石油和天然氣等礦物能源經(jīng)過幾十億年才形成，而且短期內(nèi)無法恢復(fù)。 (3)分布廣泛，分散使用 太陽能年輻射總量一般大于 5． 04 kJ／ ，就有實際利用價值，若每年輻射量大于 6． 3 kJ／ ，則為利用較高的地區(qū)。太陽每秒鐘發(fā)出的能量有 3． 865XJ，相當(dāng)于每秒鐘燃 燒 1． 32Xt 標準煤所發(fā)出的能量。除此之外，污染物的積累和遷移轉(zhuǎn)化還會引起多種衍生的環(huán)境效應(yīng)，給生態(tài)系統(tǒng)和人類社會造成間接的危害，有時這種間接的環(huán)境效應(yīng)的危害比直接危害更大，更難消除。在我國，這一情況也不容樂觀，據(jù)官方統(tǒng)計，僅在 20xx 年一年，我國就進口原油約 1． 5 億噸。 近年來，國際上太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在許多方面取得突破。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 conductance increment method。 光伏電池的輸出特性具有強烈的非線性 ,且受外界環(huán)境因素影響大 ,所以 ,如何有效的利用、提高太陽能轉(zhuǎn)換效率 ,成為太陽能利用中一個迫切需要解決的問題。 本文對其進行了基于 PSCAD 的仿真實驗。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。預(yù)計不久就可以成為火力發(fā)電的主要競爭者，前景十分廣闊。 同時，化石能源在開采、運輸和使用過程中都會對空氣和人類生存環(huán)境造成嚴重的污染。隨著污染的加劇和人們環(huán)境意識的提高，由污染引起的人群糾紛和沖突曰益增加。 和常規(guī)能源相比較，太陽能資源具 有如下 5 個優(yōu)越性： (1)取之不盡，用之不竭 太陽內(nèi)部由于氫核的聚變熱核反應(yīng)，從而釋放出巨大的光和熱， 這就是太陽能的來源。 (4)不污染環(huán)境，不破壞生態(tài) 人類在利用礦物燃料的過程中，必然釋放出大量有害物質(zhì)，如 、 等，使人類賴以生存的環(huán)境受到了破壞和污染。光熱利用是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能儲存起來，其中太陽能熱水器是光熱利用最成功的領(lǐng)域，此外還有太陽房、太陽灶、太陽能溫室、太陽能干燥系統(tǒng)、太 陽能土壤消毒殺菌技術(shù)等，這些技術(shù)尤其在我國的北方和西部應(yīng)用較廣，成效顯著。 (4)清潔、安全、無噪聲。 課題研究的意義 由于傳統(tǒng)能源 (如煤、石油、天然氣等 )的供給已出現(xiàn)短缺局面，人類開始將目光轉(zhuǎn)向可再生能源。 在我國，隨著國民經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展、綜合國力的不斷提高和科技的進步，特別是“西部開發(fā)”戰(zhàn)略的實施，利用西部地區(qū)豐富的太陽能、風(fēng)能資源解決幾千萬人口的用電問題這一偉大構(gòu)想己經(jīng)逐步成為現(xiàn)實。在 20xx~20xx 年國家實施的總裝機容量20MW 的“光明工程 項目中，國內(nèi)生產(chǎn)的光伏電池的應(yīng)用量不足 10％。本文會介紹幾種常用的最大功率點跟蹤方法，然后主要介紹本文采用的電導(dǎo)增量法。 光伏電池工作原理的基礎(chǔ)，是半導(dǎo)體 PN 結(jié)的光生伏特效應(yīng)。所謂短路電流 Isc，就是光伏電池在標準光源的照射下，輸出端短路時，流過光伏電池兩端的電流。它的大小反映了在當(dāng)前環(huán)境溫度下，光伏電池 PN 結(jié)自身所產(chǎn)生的總擴散電流的變化情況。它主要由電池表面污濁和半導(dǎo)體晶體缺陷引起的漏電流所對應(yīng)的 PN 結(jié)泄露電阻和電池邊緣的泄露電阻等組成。 固定溫度并改變照度，或者固定照度并改變溫度，在通過短路試驗獲得的 Isc的基礎(chǔ)上，可得到光伏電池的輸出隨負載變化的兩個主要的輸出特性曲線族。最大功率點功率 Pm 隨溫度的變化也有很大的變化。 MPPT 算法分析圖 [5]如圖 31 所示。其基本思想是：首先擾動光伏電池的輸出電壓或電流，然后觀測光伏電池輸出功率的變化，根據(jù)功率變化的趨勢連續(xù)改變擾動電壓或電流方向，使光伏電池最終工作于最大功率點。 輸出功率標幺值端 電 壓 標 幺 值0 . 7 0 . 80 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 90 . 0 50 . 1 00 . 1 50 . 2 00 . 2 50 . 3 00 . 3 50 . 4 00 . 4 50 . 5 0PP 1P 2UU 1U 2Δ U( a )輸出功率標幺值端 電 壓 標 幺 值0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 90 . 0 50 . 1 00 . 1 50 . 2 00 . 2 50 . 3 00 . 3 50 . 4 00 . 4 50 . 5 0P 2PP 1U 2U 1UΔ U( b ) 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左