【導讀】采與消耗,使石油、煤炭等自然資源日趨短缺,同時也給環(huán)境造成了嚴重污染。此大力發(fā)展太陽能成為了當務之急。本文通過電力電子技術和控制技術實現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電的最大功率跟蹤。，本文采用了電導增量法跟蹤最大功率點。以光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對象,本文對其進行了基于PSCAD的仿真實驗。實驗結(jié)果表明很好的實現(xiàn)了太。師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(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。究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。同意學校保留并向國家有關部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位。印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。

　　

【正文】 dI=temp4temp2 detaV= temp5=dI/dV temp6=$Iin/$Vin IF()THEN IF()THEN IF()THEN Vref0=Vref0+detaV ELSE Vref0=Vref0detaV ENDIF ENDIF ELSE IF()THEN IF()THEN Vref0=Vref0+detaV ELSE Vref0=Vref0detaV ENDIF ENDIF ENDIF $Vref=Vref0 temp1=$Vin temp2=$Iin （ 2）光伏陣列模塊（ PVCell） 設計該模塊的指導思想是將光伏電池看成是受控電流源，該模塊有 3 個控制信號作為輸入端分別為： Vin 輸入電壓， S 光照強度， T 電池溫度。 3 個輸出端分別為： Iout 類似于電流源的輸出， Ground 類似于電流源的接地端， Pout 功率輸出。其模塊圖如圖 46 所示。 圖 46 光伏陣列 模塊圖 其參數(shù)設置包括： Shortcircuit current(短路電流 ) Opencircuit Voltage(開路電壓 )22V Maxpower current(最大功率點電流 ) Maxpower Voltage(最大功率點電壓 ) Cell Resistance(單個光伏電池電阻 )5ohm Temperature(環(huán)境溫度 )25℃ Solar Intensity(光照 強度 )Slop time(采樣時間 ) 根據(jù)光伏電池的公式用 FORTRAN 語言編寫實現(xiàn)光伏陣列功能的腳本文件。 LOCAL REAL deltaT,deltaS,cIsc,cVoc,cIm,cVm,It1 LOCAL REAL a,b,c,C1,C2,It a= b= c= deltaT=$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,$SS) = .TRUE. ENDIF （ 3）控制光照強度模塊 該模塊有 1 個控制信號作為輸入端： TimeIN, 1 個輸出端為： Sout。通過輸入時間大小控制輸出的光照強度。時間在 0~2S 時， S=；時間在 2~3S 時，S= KW/m2；時間在 3~4S 時， S=1 KW/m2。其模塊圖如圖 47 所示。 圖 47 控制光照強度模塊圖 實現(xiàn)其功能的腳本： IF ($)THEN $Sout= ELSE IF($) THEN $Sout= ELSE IF($) THEN $Sout=1 END IF （ 4）比較器模塊 該模塊有 2 個控制信號作為輸入端分別為： MPPT 的輸出信號 Vref,另一個輸入端 Em 連接波形發(fā)生器。 1 個輸出端為： Gin。通過比較 Vref 和 Em，生成 PWM波信號控制開關管通斷。其模塊圖如圖 48 所示。 波形發(fā)生器參數(shù)設置： Frequency of signal(信號頻率 )50HZ Initial phase of signal(信號 的初相位 )0176。 Signal type(信號類型 )triangle（三角波） Duty cycle(占空比 )50% Maximum output level(最大輸出電平 )1 Minimum output level(最小輸出電平 )0 圖 48 比較器模塊圖 （ 5） 溫度調(diào)節(jié)模塊 通過調(diào)節(jié)溫度 T 的大小控制光伏電池溫度，以觀察溫度對光伏電池輸出參數(shù)的影響狀況。其模塊圖如圖 49 所示。 圖 49 溫度調(diào)節(jié)模塊圖 其參數(shù)設置為： Maximum Value (溫度最大值 )35176。 Minimum Value （溫度最小值） 0176。 Initial Value （初始溫度值） 25176。 Data Collection (數(shù)據(jù)采集形式 ) continuous（連續(xù)采集） 光伏陣列最大功率跟蹤系統(tǒng)的建立及其波形圖 應用前面 PVCell 和 MPPT 兩個模塊，建立了基于 BOOST 電路的仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光伏陣列為電源，通過 BOOST 電路向直流負載供電。 MPPT 模塊輸出參考電壓 Vref 與調(diào)制波進行比較生成 PWM 控制信號，該控制信號去驅(qū)動 IGBT 開關管動作，從而調(diào)整光伏電池的輸出電壓和電流，使其工作在最大功率點。 仿真系統(tǒng)圖如圖 410 所示。 圖 410 仿真系統(tǒng)圖 根據(jù)圖 410 的仿真系統(tǒng)圖，在初始溫度為 25176。，光照強度從 ——1 逐漸變化的條件下進行運行分析，得出 411~417 各圖。 圖 411 是光照強度的變化曲線，可以看見當 S 從 ——1 變化時，輸出電壓 Vin 基本沒有發(fā)生變化（如圖 412 所示），但輸出功率 Pout 明顯增加（如圖413 所示），輸出電流 Ia 也發(fā)生明顯變化（如圖 414 所示），這與圖 25 光伏陣列的 PUL， ILUL 特性曲線吻合。圖中的功率、電壓和電流都存在小幅震蕩，這與采用電導增量法來實現(xiàn) MPPT 控制有關，是不可避免的。 如圖 415 所示，是 MPPT 控制器模塊按照電導增量法控制系統(tǒng)輸出的 PWM控制信號 Vref。在 S 的值為 時， Vref 從初值 開始，經(jīng)過 最后在 上下小幅度波動。光伏陣列的輸出功率隨著 Vref 的變化，在 左右的達到最大功率點，如圖 413 所示。由圖 415 和圖 413 分析可知， MPPT 控制器模塊可通過改變其輸出值 Vref 使得光伏陣列快速達到最大功率輸出，這說明 MPPT 控制器模塊實 現(xiàn)了其最大功率點跟蹤控制的功能。 在比較器模塊中，波形發(fā)生器產(chǎn)生三角波，如圖 416 所示，占空比為 50%。 三角波 Em 與 Vref 通過比較器進行比較，得出控制開關管關斷的控制信號Gin 的波形圖，如圖 417 所示。 圖 411 光照強度變化圖 圖 412 光伏陣列 輸出電壓圖 圖 413 光伏陣列 輸出功率 圖 414 光伏陣列 輸出電流圖 圖 415 Vref 的變化圖 圖 416 波形發(fā)生器的波形圖 圖 417 開關管的通斷圖 當調(diào)節(jié)溫度 T 時，可發(fā)現(xiàn)所得波形圖與以上各圖基本沒有差別，可得出與圖26 光伏陣列的 PUL， ILUL 特性曲線吻合。 5 總結(jié) 太陽能作為一種無污染的可再生能源將是下世紀人類能源利用的重要來源。結(jié)合前人的研究，查閱大量的資料，詳細論述了帶有最大功率跟蹤的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的 研究 過程。 本文所做的工作可以總結(jié)如下： （ 1） 本文對目前環(huán)境問題和國內(nèi)外的太陽能光伏利用狀況進行了總結(jié)，指明開發(fā)利用太陽能光伏發(fā)電技術有著重大意義。而在太陽能光伏發(fā)電技術領域中如何通過最大功率點跟蹤控制進一步提高太陽能電池的利用效率是當今研究的熱點問題，也是本文討論的重點問題。 （ 2） 本文介紹了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成及分類，詳細闡述了太陽能光伏發(fā)電原理，并分析太陽能電池的輸出特性，介紹了最大功率點跟蹤原理和跟蹤策略，比較了幾種常用的最大功率點跟蹤方法，并詳細介紹了本文采用的電導增量法。 （ 3） 建立了整個太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型。用 PSCAD 軟件進行仿真，驗證了它的輸出特性。還有 基于 PSCAD 的光伏陣列 MPPT 的仿真， 驗證了其輸出特性，證明了其可行性。 參考文獻 [1]王長貴 .新能源和可再生能源的現(xiàn)狀和展望 [J].太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集， 20xx,9. 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[12]王兆安，黃俊 .電力電子技術 [M].北京 .機械工業(yè)出版社， 20xx. 致 謝 非常感謝 ***老師在我大學的最后學習階段 —— 畢業(yè)設計階段給自己的指導，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導和無私的幫助。為了指導我們的畢業(yè)論文，她放棄了自己的休息時間，她的這種無私奉獻的敬業(yè)精神令人欽佩，在此我向她表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這 四 年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ 通過這一階段 的努力，我的畢業(yè)論文《 光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制策略的研究 》終于完成了，這意味著大學生活即將結(jié)束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學習生活的開始。我將銘記我曾是一名 紡大 學子，在今后的工作中把 **大學 的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大。