KeyWords:Solar energy; photovoltaic power system; admittance increment method; perturbation method; maximum power point tracking;

目录

摘要 2

Abstract 3

目录 4

绪论 5

第一章 能源课题的背景 6

1.1 面向全球的能源问题 6

1.2 结合中国国情的能源问题 7

第二章 认识太阳能 8

2.1 太阳能的广阔前景 8

2.2 太阳能的发展和现状 9

第三章 太阳能应用 9

3.1 太阳能源采集 9

3.2 太阳能源转换 9

3.3 太阳能源储存 10

3.4 太阳能源传输 10

3.5 太阳能源利用 10

第四章 光伏电池原理 10

4.1  半导体的光伏效应 10

4.2  光伏电池的等效电路 11

4.3  光伏电池的特性参数 12

4.3.1 短路电流 12

4.3.2 开路电压 12

4.3.3 电池的特性曲线 13

4.3.4 影响光伏电池特性的因素 14

4.3.5 光伏电池的数学模型 15

第五章 最大功率点跟踪（MPPT）控制技术 19

5.1 光伏电池最大功率点 19

5.2 最大功率点跟踪原理 19

5.3  MPPT控制方法实验 20

5.3.1 固定电压跟踪法 20

5.3.2 干扰观察法 21

5.3.3 电导增量法 26

论文小结 30

致谢 31

参考文献 32

绪论

时间的流石敲砸脚下，正因为人类的生活中处处需要能源的消耗和转化，这个过程中矿产资源被大肆掠夺滥用，矿产等资源锐减的同时带来环境严重污染的问题越发凸显。在民生，民主，民权管理制度下，社会各界越来越重视环境保护和新的绿色能源的挖掘。重中之重是研究出新能源取而代之所谓的高效的方法，这本来就是需要经过长期的实验后有望实现。本篇论文就是在太阳能成为当今世界的能源新宠的不争事实下，进行研究[1]。

太阳能取之不尽，用之不竭，绿色环保，能量巨大的特征使得它具有了无法被取代的核心竞争力。理论总是需要与实际相结合，太阳能极其容易受到温度高低，光照强弱等多种外界环境因素的影响而达不到最大太阳能发电转换率。科学界里面的科学家们废寝忘食的研究成果表明可以通过多种MPPT算法实现个光伏发电系统最大功率化。在历史的长河里，每一位科学家的努力积聚起来已经有不少MPPT算法被提出和实际应用，而如今这个社会以及学界一直关注的问题就在我的面前，我做好了充足准备，主要研究构建光伏电池MPPT基础模型，干扰观察法MPPT模型，电导增益法MPPT模型三种[2]。 我将分三部分来展现它们各自特点与优势。第一部分的干扰观察法是相比于其他两种方法较流行的MPPT算法，它自然也有它的缺点：最大功率点附近会出现持续的扰动，导致转换效率降低。另外一个想法是可以通过减小每一次扰动的步长减小波动，但是这要导致追踪时间加长，系统灵敏度从而不能满足气候温度的变化。综上所述，干扰观察法的步长选择应该在快速地追踪和尽量少的波动之间进行最优选择。第二部分我们会涉及到的是电导增益的方法，它的优点在学者看来很明显，它能够迅速跟踪因为光照快速变化所引起的变化值，它对于控制普通的光伏应用计算有很好的效果，还用非常稳定的反应度。但是没有完美的一种方法，它也有不好的缺点比如它的控制算法比较复杂难懂，对控制系统的性能以及传感器精度要求过高的，这样的硬件几乎不可能满足得了。 最后一部分是在第二个部分基础上作出的改进方法，电导增益法MPPT算法，因为电导增益法实际就是恒定电压法，它所依据的参数与外界环境相关，导致跟踪效果很差，不准确。这个算法的优点显而易见是快速准确地追踪到最大功率点，在正文部分我们将会用实践来验证真理。