【摘 要】
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随着社会的不断发展,人民生活水平的不断提高,传统能源的弊端已经日益显现,如对环境的污染越来越严重,石油、煤炭、天然气等常规化石能源由于不可再生性,难以满足人们对能源的巨大需求,这些已经成为制约世界各国经济发展的重要瓶颈。目前,许多国家开始将目光转向新能源的开发和利用。太阳能作为一种新兴能源,由于可再生性和无污染性等特点,受到人们的高度重视。但是由于太阳能电池的转换效率较低,而太阳能发电的成本较高,
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随着社会的不断发展,人民生活水平的不断提高,传统能源的弊端已经日益显现,如对环境的污染越来越严重,石油、煤炭、天然气等常规化石能源由于不可再生性,难以满足人们对能源的巨大需求,这些已经成为制约世界各国经济发展的重要瓶颈。目前,许多国家开始将目光转向新能源的开发和利用。太阳能作为一种新兴能源,由于可再生性和无污染性等特点,受到人们的高度重视。但是由于太阳能电池的转换效率较低,而太阳能发电的成本较高,为了在不同的外界条件下输出尽可能多的电能,提高太阳能电池的转换效率,提出了最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracking,MPPT),MPPT能够充分利用太阳能电池阵列,从而降低了太阳能发电系统的成本。太阳能发电的形式有多种,包括光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电四种形式,目前,光伏发电技术已经成为太阳能发电应用的主流,本文就光伏发电中的DC/DC升压电路、MPPT等方面进行详细的研究。
本文的主要研究内容如下:
首先介绍光伏发电系统的研究背景、意义,以及国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏并网发电系统进行了简单的介绍。
然后对光伏电池的基本原理和输出特性进行了简单的分析,主电路则采用Boost型DC/DC变换器,对Boost电路的工作原理进行了详细的分析,并对电路中的一些重要参数进行了选择。
最后针对目前光伏系统最大功率点跟踪技术的研究现状,对光伏系统几种常用控制算法,如恒定电压法(Constant Voltage Tracking)、扰动观察法(Perturb&Observe algorithms, P&Q)、电导增量法(Incremental Conductance Method)、模糊控制法(Fuzzy Control Method)的优缺点进行分析,提出了一种新的MPPT控制算法,该算法在最大功率点附近采用阻抗匹配法,在远离最大功率点的位置,使用恒定电压法使电压迅速到达最大工作点。并采用Matlab/Simulink仿真软件建立光伏系统仿真模型,仿真结果表明该控制策略具有良好的快速性和稳定性。
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