摘 要

随着环境问题的日趋严重和世界范围内的能源匮乏，可再生能源的发展越来越受各个国家和社会集体的重视。在这些可发展的“未来能源”中，太阳能无污染，安全可靠，取之不尽用之不竭，这些特质和优点受到了人们的广泛关注。出于对我国国情的考虑，光伏发电在偏远地区及农村地区的应用意义巨大。因此，对光伏发电系统的研究则显得十分重要。

本文先介绍了光伏产业的现状和前景，而后从原理出发，介绍了光伏并网发电系统的基本结构和应用。接着从分别叙述了各个模块的原理和作用，介绍了光伏电池技术的原理，

并且在SIMULINK仿真环境下对其进行仿真。

这里详细讨论了三种最大功率点跟踪方法；后研究了逆变器控制技术和有效的MPPT的控制方法，提出了相应的控制策略并建立了起系统模型。

关键词：光伏电池，逆变器，最大功率点跟踪， MATLAB仿真

Abstract

With the increasingly serious environmental problems and lack of energy within the scope of world, the development of renewable energy is more and more attention by various countries and social collective.In these is the "future energy" of development, pollution-free, safe, reliable, inexhaustible, these qualities and advantages has received the widespread attention.Out of respect for China's national conditions, the application of photovoltaic power generation in remote areas and rural areas enormous significance.Therefore, the research on photovoltaic power generation system is very important.

This paper first introduces the current situation and future of photovoltaic industry, and then starting from the principle, the basic structure of the photovoltaic (pv) grid power generation system are introduced and the application.Then from narrates the principle and function of each module respectively, this paper introduces the principle of photovoltaic battery technology,And in the SIMULINK environment carries on the simulation.

Here three kinds of maximum power point tracking methods are discussed in detail.After studied the inverter control technology and effective MPPT control method, put forward the corresponding control strategy and model of system has been established.

Keywords: photovoltaic batteries, inverter, maximum power point tracking, the MATLAB simulation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1发展光伏发电的意义 1

1.2光伏产业的现状和前景 1

1.2.1 太阳能光伏发电的发展现状 1

1.2.2 光伏发电产业的前景 2

第二章 光伏发电系统概述 3

2.1光伏发电系统的基本工作原理 3

2.2光伏发电系统的组成 4

2.3光伏并网发电系统的应用 4

第三章 光伏发电系统建模及其仿真 6

3.1光生伏特效应原理 6

3.2光伏电池等效电路 7

3.3光伏电池仿真模型的建立 8

3.3.1工程用光伏电池的数学模型 8

3.4光伏电池的matlab模型 10

3.5仿真结果 11

第四章 光伏发电系统的控制技术 14

4.1光伏发电MPPT技术 14

4.2常见的MPPT方法 14

4.2.1定电压跟踪法 14

4.2.2扰动观察法 15

4.2.3电导增量法 16

4.2.4遮阴光伏阵列的情况 18

4.3 最大功率控制技术仿真 18

4.4光伏并网发电系统的控制 22

4.4.1并网逆变器控制 22

4.4.2 电流环的分析建模 25

4.4.3锁相环的原理分析 27

总结与展望 29

致谢 30

参考文献 31

第一章 绪 论

1.1发展光伏发电的意义

随着工业水平的发展和社会的不断进步，化石能源的储量已经逐渐接近枯竭。根据中国的官方数据显示，在去年一年的时间里，中国的原油进口量达到1亿5000万吨。从当前的消费速度来看，中国当前的能源储备最多也只能使用五十年。在另一方面，风能、核能、太阳能、潮汐能等多种能源形式的利用技术不断提升，世界上大多数国家也注重大力发展可再生能源和绿色能源等新的能源形式，从政策等多方面支持可再生能源的利用和开发，并努力使其成为应对气候问题和实现可持续发展的关键。我国很看重可再生能源的开发技术，对此投入了大量科研资金和政策便利，同时推行相关法律，促进了可再生能源的发展进程。

从能源储量等多方面因素来分析，太阳能确是可持续发展的理想能源，也是未来最关键的能源形式之一，有光、热两种发电形式。它分布范围广，储量近乎无穷，干净且无危害，可成为人类能源技术的未来。

1.2光伏产业的现状和前景

光伏发电是利用光能最重要的形式，指直接利用光电转换装置将太阳能转换成电能，供人类生产生活实用，是主流的光能运用方式。

1.2.1 太阳能光伏发电的发展现状

在全世界范围来看，光伏发电经过了早期的开发和应用，已经可以大量生产，广泛的铺设及应用。最开始只是当成小功率电源，现在已经发展为并网发电系统中一员，在各种用电领域得到应用。光伏相关产业迅猛发展，在市场中占有不可轻视的分量。

我国作为世界主要的能源大国之一，调整能源的构成，提高转换效率，发展新能源特别是可再生能源是促进我国社会可持续发展的必要保证。进入21世纪以来，不断增加的能源需求量，以及石油煤炭资源燃烧产生的环境污染压力不断增加，绿色能源的开发利用更多的得到国家的关注和重视。