1.2.2  国内光伏产业的现状及发展

我国光伏产业起步较晚，和其他国家还存在较大差距。差距表现在：①较小的生产规模，自动化水平低；②原材料基本靠进口，品种单一，性能不够完善。目前，我国发电主要还是依靠火力和水力发电，太阳能的利用相对很小[7]。不过在世界其他国家光伏产业的推动下，我国光伏产业发展迅速。特别是近几年，光伏总产量跃居世界前几位。1958 年，中国开始研究太阳能电池，1959年我国生产出了第一块太阳能电池。并于1971 年首次成功地应用于东方红二号卫星上，但此时太阳能电池价格昂贵[8]。20世纪80年代，我国加大对光伏产业的关注力度，大量引进国外先进技术，致使我国太阳能电池生产力达到4.5MW／年，光伏产业初具雏形。1985年在甘肃建成10 kW太阳能发电站；从2001年起，我国就开始实施“全球环境基金可再生能源发展项目”和可再生能源乡村发电项目计划[9]，到现在为止，已经在边远地区和海岛上安装了50万套100-500W的太阳能发电设备，总容量将达50MW，以后的数量增加速度还会超过30％。2002年，我国提出了“光明工程"和“送电到乡”工程，利用光伏发电解决边远山区的用电问题。2003年底，我国光伏产业总的生产能力达到38MW，太阳能电池组件的实际生产量达到13MW。2004年在广东深圳建成1MW太阳能发电站，是当时亚洲最大的并网太阳能发电站；2005年，中国在江宁建成了国内首座发电量为70kW的塔式发电系统，光伏电池生产量能达到139MW；甘肃《敦煌8MW并网光伏发电系统建设预可行性报告》在2005年也被列入国家“十一五”规划。2006年，中国颁布了《可再生能源法》，表示光伏累计装机量在2010年将达450MW，至2020年，光伏发电量将达到1800MW。2007年在崇明岛建设1 MW太阳能发电站，在四川攀两地区也计划建设2MW太阳能发电站[10]。2008年北京奥运会也将光伏发电系统融入各大主场馆，充分体现了绿色奥运的主题。2009年5月在云南建设了中国最大的10MW光伏、光热复合发电工程。2009年中国政府提出了“屋顶计划”和“会太阳工程”两项计划，旨在大力推进光伏产业的快速发展。到2010年，在全国建成一千个屋顶光伏发电系统，总容量达5万kW[11]。总之，我国光伏产业虽然起步晚，与国外还有很大的差距，但正在迎头赶上。论文网

1.3  本文研究内容

在所有可再生能源中，光伏发电是利用比较灵活，相对可行的一种能源。但是，由于光伏电池具有明显的非线性特性，为了实现光伏发电系统的功率输出最大化，需要对光伏电池的输出最大功率点进行跟踪。本论文主要进行了以下几个方面的工作：

1．对目前国内外的光伏发电系统利用情况进行了总结，具体分析太阳能发电的基本原理，系统的组成以及分类，并对太阳能电池的工作原理及其特性，电池组件和太阳能电池阵列的输出特性进行研究分析。

2．根据光伏阵列的数学模型，建立在Matlab/simulink 环境下光伏阵列的仿真模块；根据Boost 电路原理图，建立等效电路模型。

3．比较分析了三种常用的DC-DC 变换器（Buck、Boost、Buck-Boost）的工作原理和开关特性，利用Boost 型DC-DC 变换器实现转换，并对其参数进行分析，并通过Matlab 仿真进行了验证。

4．分析了现有太阳能光伏发电系统电池阵列最大功率点跟踪的各种控制算法：恒电压跟踪法，扰动观察法，电导增量法，模糊控制算法，研究它们各自的最大功率跟踪控制原理，比较分析各自优缺点。

5.将模糊控制技术运用到光伏发电系统最大功率跟踪中，并建立基于Boost 的最大功率点跟踪仿真模型，得出仿真曲线，发现该方法的动态性能和稳态性能都很好。