光伏发电技术的Matlab仿真分析与研究.pdf

昆 明 学 院 2016 届毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目 光伏发电技术的 Matlab 仿真分析与研究子课题题目 设计（论文）期限2016 年 2 月 29 日 至 5 月 27 日（共 13 周）姓 名学 号所属院系 自动控制与机械工程专业班级指导教师 黄 钺教务处编 设计（论文）课题来源 设计（论文）课题类型 系内课题 综合应用类 本设计（论文）的目的和要求（包括教师应给出的设计原始资料） （一） 、设计目的 近年来 , 随着光伏产业的快速发展 , 对产业人才也产生了大量的需求。光伏发电技术作为光伏产业人才培养的重要基础专业知识，具有很强的实践性。由于受到实验设备、实验人员和实验条件等的限制 , 传统的实验教学很难开展 , 但是软件仿真虚拟实验和设计则没有这方面的限制。为了提高教学质量和改进课程教学效果 , 使学生在学习理论知识的同时能结合相关的实验、实践教学 , 加深对知识点的理解与掌握 , 是电气工程专业的任务之一。因此，对此展开研究显得尤为重要。 （二） 、原始资料 1. 太阳能光伏电池是太阳能发电的能量转换器件。 其原理是光生伏打效应 , 当太阳光照射到太阳能电池上时 , 电池吸收光能 , 产生光电子 - 空穴对。 在电池内电场的作用下 , 光生电子和空穴被分离 , 电池两端出现异号电荷的积累 , 即产生 “光生电压” , 若在内建电场的两侧引出电极并接上负载 , 则负载就有 “光生电流”流过 , 从而获得功率输出 。其原理如下图所示 光伏电池的简化等值电路如图 1 所示 , 由理想电流源 Ipv 、 反向并联二极管 D、 串联电阻 Rs 和并联电阻 Rsh 构成。各参数变量的电气特性如式 1 所示。 式中 IL 、 Uoc光伏电池的输出电流、电压 ; ID光伏电池的反向饱和电流 ; A为 P-N 结的曲线常数 ; k波耳兹曼常数 ; T热力学温度 ℃ 。 2. 为了提高光伏发电的功率输出 , 常采用最大功率跟踪 MPPT控制 , 以保证光伏电池在任何条件下不断获得最大功率输出， MPPT 的独立式光伏发电系统结构图如下图所示。 目前 , 常用的最大功率点跟踪 MPPT方法主要有恒定电压控制法、扰动观测法、导纳增量法等。 学生应完成的任务（包括设计计算说明书、图纸等）1. 根据光伏电池的等效电路 , 在 Matlab/Simulink 仿真实验平台中建立光伏电池的仿真模型 , 对光伏电池的输出特性进行实验研究。 2. 采用 12 种最大功率点跟踪 MPPT方法设计实验，实现 MPPT控制。 3. 设计合理的直流 DC/DC变换电路， 在光照及负载变化的情况下 , 研究系统保持最大功率点输出的状况。 设计（论文）各部分内容和时间分配 一．查找资料，初步确定设计方案。 第 1 2 周二．计算、校验相关数据，分别完成各设计部分。 第 3 6 周三．进行方案比较，优化设计。 第 7 10 周四．录入及绘制图样，论文评阅及答辩 第 11 13 周 五． 2016 年 3 月 7 日前毕业设计开题报告交指导教师。 5 月 13 日以前，论文定稿，交指导教师审阅。 5月 20 日以前，正式论文打印完毕，交指导教师处。预计 5 月 28、 29 日毕业答辩。参考文献 [1] 周德佳 ,赵争鸣 ,吴理博 ,等 .基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析 [J]. 清华大学学报 自然科学版 ,2007,4771109-1112. [2] 茆 美 琴 ,余 世 杰 , 苏 建 徽 .带 有 MPPT 功 能 的 光 伏 阵 列 Matlab 通 用 仿 真 模 型 [J]. 系 统 仿 真 学报 ,2005,1751248-1251. [3] 王越 ,王念春 ,时斌 .太阳能光伏电池阵列仿真模型的研究 [J].电工电气 ,20091020-22. [4] 赵争鸣 ,刘建政 ,孙晓瑛 ,等 .太阳能光伏发电及其应用 [M]. 北京 科学出版社 ,2005. [5] 吴海涛 ,孔娟 ,夏东伟 .基于 Matlab/Simulink 的光伏电池建模与仿真 [J].青岛大学学报 ,2006,21474-77. [6] 李晶 ,窦伟 ,徐正国 ,等 .光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究 [J].太阳能学报 ,2007,283268-273. [7] 王厦楠 .独立光伏发电系统及其 MPPT 的研究 [D]. 南京 南京航空航天大学 ,2008. [8] 陈朝 .Matlab 实验仿真在通信原理课程教学中的应用 [J].实验技术与管理 ,2007,24592-93.任务下达日期 2016 年 2 月 2 日 学生应送交毕业设计 （论文） 日期 2016 年 5 月 13 日指导教师签字 年 月 日 接受任务学生签 字 年 月 日教研室主任审核 签字年 月 日系领导审定 签字 院系盖章年 月 日注 1． 此任务书由指导教师填写，各系审定，下达任务的期限为本科第七学期，三年制专科第五学期，五年制专科第九学期； 2． 课题来源分为校外课题、学校科研或质量工程立项课题（含国家、省、市、校级立项） 、院（系）内拟定课题、学生自拟课题等； 3． 课题类型分为工程设计类、理论研究类、实验研究类、计算机软件设计类、综合应用类等。