【摘要】：隨著太陽(yáng)能技術(shù)的發(fā)展,微型光伏發(fā)電系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)的大功率集成型光伏發(fā)電系統(tǒng),微型光伏發(fā)電系統(tǒng)中的每塊光伏電池板均連接一個(gè)低功耗逆變器模塊,逆變器的輸出功率大小是制約光伏發(fā)電系統(tǒng)快速發(fā)展的重要問(wèn)題之一。并且光伏電池板的輸出功率與環(huán)境溫度以及光照強(qiáng)度呈非線性關(guān)系,因此研究如何實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技術(shù),對(duì)提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率具有實(shí)際意義。本文以微型光伏逆變器為研究對(duì)象,針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、微型光伏逆變器的軟硬件設(shè)計(jì)以及MPPT實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)研究。文章首先介紹光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的組成以及光伏電池的工作原理,研究了光伏電池的等效電路,并且基于Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真模型的模擬輸入量為溫度及光照強(qiáng)度,光伏電池的輸出量會(huì)隨輸入量改變。然后介紹MPPT工作原理,分析幾種常用MPPT方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在傳統(tǒng)的MPPT算法的基礎(chǔ)上,提出一種新型階梯漸進(jìn)型變步長(zhǎng)MPPT算法。并且基于Boost電路建立光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT仿真模型,通過(guò)比較階梯漸進(jìn)型變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法和原始算法的仿真結(jié)果,證明了所提出的新型算法具有良好的跟蹤效果。再結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中規(guī)定的電氣指標(biāo),詳細(xì)設(shè)計(jì)了微型光伏逆變器的硬件電路及軟件程序,其中硬件電路中包括有主電路、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、濾波電路等;軟件程序包括系統(tǒng)主程序、中斷程序、保護(hù)程序等。最后搭建了微型光伏逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),基于此平臺(tái)完成太陽(yáng)能跟蹤實(shí)驗(yàn)。在穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能及輸出效率等方面比較了定步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法和階梯漸進(jìn)型變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了新型算法具有良好的跟蹤性能,并且其輸出效率明顯提高。
【圖文】：

1.2.1 離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)[17]的工作原理是將光伏電池板輸出直流電接入直流負(fù)載（蓄電池）或接入逆變器經(jīng)過(guò)逆變轉(zhuǎn)換成交流電再接入交流負(fù)載，，如圖 1-2 所示。離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)又稱為獨(dú)立式光伏發(fā)電，可以隨時(shí)隨地提供電力，多用于偏遠(yuǎn)缺乏電力的地區(qū)，例如廣西、湖南、江西等地。

如圖1-3 所示。并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)與離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)的區(qū)別是離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)不需要跟蹤電網(wǎng)電壓頻率及相位，只需通過(guò)后級(jí)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電傳輸至蓄電池或負(fù)載以供使用。并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于超大型國(guó)家級(jí)發(fā)電站。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM464

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本文編號(hào)：2598350