【正文】 真圖1占空比為40%，電感為27eH,電容為375eF,電阻為81： 脈沖、電感電流和負載電壓仿真圖2占空比為50%，電感為27eH,電容為375eF,電阻為81： 脈沖、電感電流和負載電壓仿真圖3第四章 最大功率點跟蹤算法的研究光伏發(fā)電具有無污染、無噪音、取之不盡、用之不竭等優(yōu)點，越來越來受到關(guān)注，在未來的供電系統(tǒng)中占有重要的地位。 直流斬波器的另一應(yīng)用領(lǐng)域是直流供電電源。 boost斬波電路 boost斬波電路原理通常用于直流電動機再生制動時把電能回饋給直流電源,實際L值不可能為無窮大。設(shè)V處于段態(tài)的時間為，則在此期間電感L釋放的能量為。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源)， 同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。隨電子技術(shù)的發(fā)展，近年來已發(fā)展各種集成式控制芯片，這種芯片只需外接少量元器件就可以工作，這不但簡化設(shè)計，還大幅度的減少元器件數(shù)量、連線和焊點。但有時所供的直流電壓不符合設(shè)備需要，仍需變換，稱為DC/DC變換。2．5 小結(jié)太陽能作為綠色能源，取之不絕、用之不盡。C）。光伏電池串聯(lián)組合可以提高太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最高輸出直流電壓；光伏電池并聯(lián)組合可以提高太陽能發(fā)電系統(tǒng)的最高輸出直流電流。由圖21中電流的流向可得光伏電池的輸出特性方程： （21） （22） （23）。 光伏電池的工作原理光伏電池是不加偏置的PN結(jié)器件，當(dāng)入射光子能量hv≥E時，半導(dǎo)體中原子就因吸收光子能量而產(chǎn)生電子——空穴對。在擴散作用下，N區(qū)的一部分電子進入P區(qū)，P區(qū)得一部分空穴進入N區(qū)，結(jié)果在交界面附近，P區(qū)一邊因失去了帶正電的空穴和接受了帶負電的電子，呈現(xiàn)負電性；N區(qū)一邊因失去帶負電的電子和接受了帶正電的空穴，而呈現(xiàn)正極性。主要有硫化鎘光伏電池和砷化鎵光伏電池，硫化鎘分單晶或多晶兩種，它常與其他半導(dǎo)體材料合成使用。指將兩種對光波吸收能力不同的半導(dǎo)體材料疊在一起構(gòu)成的光伏電池。指在相同的半導(dǎo)體材料（除了其中含有少量的雜質(zhì)外）上構(gòu)成一個或多個PN結(jié)的光伏電池。第二章 光伏電池特性的研究太陽能發(fā)電是提供新能源和減少環(huán)境污染的有效手段之一。太陽電池陣列的開路電壓和短路電流在很大程度上受日照強度和溫度的影響，系統(tǒng)工作點也會因此飄忽不定，這必然導(dǎo)致系統(tǒng)效率的降低。當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，利用光伏發(fā)電最大功率跟蹤實時跟蹤光伏方陣的最大功率點，使得光伏方陣能以最大的功率輸出，可以提高系統(tǒng)的輸出。根據(jù)不同的應(yīng)用場合與性能要求可選擇不同的方法。目前我們通常使用的光伏電池效率在15%左右，即使世界上最先進技術(shù)的光伏電池在特殊的實驗條件下也只能達到40%，因此光伏電池最大功率跟蹤就變得十分重要，所以長期以來都是學(xué)術(shù)界研究的熱點。 boost斬波電路原理.............................................................................................16本文著重對光伏陣列的最大功率點跟蹤控制技術(shù)進行了詳細的理論分析，建立了MATLAB 仿真模型，提出了相應(yīng)的控制策略，并進行了實驗驗證。然后，本文對光伏電池的電氣特性進行了分析，并建立了光伏電池的仿真模型。隨著常規(guī)能源如石油、煤炭等消耗量的大規(guī)模增加，日益惡化的生態(tài)環(huán)境迫使世界各國開始積極尋找一條新的可持續(xù)發(fā)展的能源之路。光伏電源系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：(1) 用太陽能發(fā)電的經(jīng)濟性在很多情況下要優(yōu)于常規(guī)的供電方式，光伏電源系統(tǒng)運行成本低，幾乎不需要維護，不需要備件，不需要增添燃料；(2) 太陽能系統(tǒng)設(shè)備可自動運行，適于在無人職守站使用：(3) 不包含任何運轉(zhuǎn)部件，系統(tǒng)可連續(xù)工作，使用壽命超過數(shù)十年；(4) 具有良好的模塊化特點，可根據(jù)負載當(dāng)前需求具體定制，將來再擴容；(5) 太陽能電源系統(tǒng)的直流輸出電壓十分穩(wěn)定；(6) 無需為揍入電網(wǎng)而修路，在沒有電網(wǎng)的地方，太陽能為靈活選取站址提供可能。使用simulink來建模、分析和仿真各種動態(tài)系統(tǒng)(包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和混合系統(tǒng))，將是一件非常輕松的事。1．4 研究意義太陽能豐富、清潔、安全、方便，是目前廣泛探索并得到定發(fā)展的種可再生能源。1．5 實現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)首先通過對太陽能電池的物理模型和電特性的分析計算，建立了太陽能電池的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合s函數(shù)，在Matlab／Simulink環(huán)境下建立其動態(tài)仿真模型。它具有重量輕，壽命長，使用方便，能承受各種沖擊、振動等優(yōu)點。③ 肖特基結(jié)光伏電池。按電池材料分類① 硅形光伏電池。2．2 光伏電池的工作原理光伏發(fā)電應(yīng)用首要解決的是怎樣將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。進入P區(qū)的電子和進入N區(qū)的空穴在內(nèi)建電場的作用下，帶負電的電子受到被拉回N區(qū)的力作用，帶正電的空穴則受到被拉回到P區(qū)的力作用。光生載流子的運動，由于中和掉部分空間電荷，使PN結(jié)勢壘減低，引起正向注入。因此，在下面的討論中將忽略Rsh，并且得到簡化的光伏電池輸出特性方程如公式24。同樣，光伏電池陣列(Array)是由許多小單位的模組經(jīng)由并聯(lián)或串聯(lián)組合所組成的。（a）（b）(750W／㎡)，不同大氣溫度下，光伏模組對溫度變化的特性曲線圖：(a)光伏模組的輸出電流與輸出電壓的關(guān)系圖；(b)光伏模組的輸出功率與輸出電壓的關(guān)系圖（a）（b） 從上面的圖形我們可以總結(jié)出，光伏電池的非線性表現(xiàn)的很明顯，即：光伏電池的輸出電流和輸出功率取決于電池的端電壓、溫度以及太陽照射強度。因此，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，光伏電池很難保證最大功率的輸出，從而造成能源上的浪費。直流斬波技術(shù)已被廣泛運用開關(guān)電源及直流電動機驅(qū)動中，使其控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)、節(jié)約電能的效果。 斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式，Ts（周期）不變，改變Ton（通用，Ton為開關(guān)每次接通的時間），二是頻率調(diào)制方式，Ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。V處于斷態(tài)時，電源E和電感L同時向電容C充電，并向負載提供能量。設(shè)V通態(tài)的時間為t，此階段L上積蓄的能量為：EIT設(shè)V斷態(tài)的時間為t，則此期間電感L釋放能量為：（EE）IT穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等： （13）T/t1，輸出電壓高于電源電壓，故為升壓斬波電路。設(shè)i1的初值為I10，解上式得 （32） 當(dāng)V處于斷態(tài)時，設(shè)電動機電樞電流為i2，得下式： （33） 設(shè)i2的初值為I20，解上式得： （34）用于直流電動機回饋能量的升壓斬波電路波形： 當(dāng)電流連續(xù)時，t=ton時刻i1=I20，t=toff時刻i2=I10，由此可得： （35） （36） 把上面兩式用泰勒級數(shù)線性近似，得 （37） 該式表示了L為無窮大時電樞電流的平均值Io，即 （38） 對電流斷續(xù)工作狀態(tài)的進一步分析可得出：電流連續(xù)的條件為 （39） 根據(jù)此式可對電路的工作狀態(tài)作出判斷?？傊绷鲾夭ㄆ鲝V泛應(yīng)用于直流電機調(diào)速、開關(guān)電源、直流電壓隔離等各個領(lǐng)域中。初期投入較大。因此，如何在時刻變化外界環(huán)境下，使光伏電池維持在最大功率點處，成為光伏系統(tǒng)中一個急需解決而又非常重要的問題。缺點：如何選擇最佳的比例常數(shù)卻很困難，因為是由光伏陣列的物理特性所決定的，隨太陽能電池板日益老化而變化，而且由于測量開路電壓需要將負載斷開，導(dǎo)致存在瞬時功率損失問題。如果功率增大就繼續(xù)使用原擾動。對于擾動觀察法我們可以通過簡單的模塊來實現(xiàn)其算法，如圖 PWM模塊基于占空比為升壓式變換器產(chǎn)生脈沖信號。 光伏陣輸出與負載電阻輸入的電壓、功率和電流仿真曲線如下圖所示。此時將改變后的步長再減去同一個常數(shù)作為再次擾動的步長,然后按照改變后的方向繼續(xù)擾動。第五章 總結(jié)長期以來，人們就一直在努力研究利用太陽