【摘要】：隨著太陽能技術(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)境溫度以及光照強度呈非線性關(guān)系,因此研究如何實現(xiàn)最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技術(shù),對提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率具有實際意義。本文以微型光伏逆變器為研究對象,針對光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、微型光伏逆變器的軟硬件設(shè)計以及MPPT實現(xiàn)進行了理論分析、仿真和實驗研究。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度,光伏電池的輸出量會隨輸入量改變。然后介紹MPPT工作原理,分析幾種常用MPPT方法的優(yōu)缺點。在傳統(tǒng)的MPPT算法的基礎(chǔ)上,提出一種新型階梯漸進型變步長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,通過比較階梯漸進型變步長擾動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)合實際應(yīng)用中規(guī)定的電氣指標(biāo),詳細設(shè)計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、檢測電路、驅(qū)動電路、濾波電路等;軟件程序包括系統(tǒng)主程序、中斷程序、保護程序等。最后搭建了微型光伏逆變器實驗平臺,基于此平臺完成太陽能跟蹤實驗。在穩(wěn)態(tài)性能、動態(tài)性能及輸出效率等方面比較了定步長擾動觀察法和階梯漸進型變步長擾動觀察法,實驗結(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載（蓄電池）或接入逆變器經(jīng)過逆變轉(zhuǎn)換成交流電再接入交流負載，，如圖 1-2 所示。離網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)又稱為獨立式光伏發(fā)電，可以隨時隨地提供電力，多用于偏遠缺乏電力的地區(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，只需通過后級逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電傳輸至蓄電池或負載以供使用。并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于超大型國家級發(fā)電站。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM464

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