摘要：随着经济的不断发展，各种资源也正以飞快的速度被人类所消耗，其中占比最大的无外乎煤炭，石油的使用。所谓涸泽而渔，焚林而猎，过度开采的我们正面临着资源枯竭的难题。且大量使用煤炭资源所带来的环境问题也同样困扰着世界各个国家。太阳能此时以其无穷尽的特点逐渐成为热点。而在对其的使用过程中发现：光伏电池受光照强度以及外界环境温度的影响，输出功率往往具有较大的随机性，有很大的能量损失。最大功率点跟踪控制技术作为提高光伏电池效率，充分利用太阳能的核心技术，具有十分重要的现实意义。

本文首先对光伏电池的工作原理做了介绍，构建其数学模型以及工程应用模型，并根据该模型搭建仿真，通过仿真结果对其输出特性做了详细分析。其次对四种DC/DC变换电路做了介绍，根据各自优缺点选择Boost电路作为本文控制主电路，并对电路储能电感、滤波电容参数做了设计，搭建仿真模型验证参数设计是否合理。然后从电路以及系统两方面介绍MPPT工作原理，并对常用三种控制方法原理分析，给出其各个方法的流程图。最后是系统的仿真分析，在MTLAB/Simulink环境下搭建了具有MPPT功能的光伏发电系统仿真模型，对三种常用控制方法做了仿真验证分析。同时在光照强度和温度突变的情况下对不同方法进行仿真，对比分析仿真波形。本文最终实现了光伏电池的最大功率点跟踪控制，有效提高了光伏发电系统的输出效率。

关键词：光伏发电，光伏电池，DC/DC变换器，最大功率点跟踪，输出效率

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-8

1.1 光伏发电的背景及意义-8

1.2国内外研究的现状和趋势-8

1.2.1 国内外发展现状-9

1.2.2 国内外研究现状-10

1.3光伏发电系统的分类-11

1.4章节安排-13

第二章 光伏阵列模型的建立与仿真-15

2.1 光伏阵列的工作原理-15

2.2 光伏阵列模型的建立-16

2.2.1 光伏阵列数学模型的建立-16

2.2.2光伏阵列的工程模型-17

2.3 光伏阵列的仿真及特性分析-19

2.3.1光伏阵列的建模及仿真-19

2.3.2 光伏阵列输出特性分析-21

2.4 本章小结-24

第三章 主电路的研究与设计-25

3.1 DC/DC变换器拓扑选择-25

3.1.1降压式直流斩波电路-25

3.1.2升压式直流斩波电路-26

3.1.3升降压式直流斩波电路-27

3.1.4库克式直流斩波电路-28

3.2几种DC/DC变换器的比较-30

3.3 Boost斩波电路参数的设计-31

3.3.1电感的参数设计-31

3.3.2电容的参数设计-32

3.4 Boost斩波电路的搭建与仿真-32

3.5本章小结-35

第四章 最大功率点跟踪控制技术-36

4.1最大功率点寻优的电路原理-36

4.2 MPPT控制系统拓扑结构-37

4.3最大功率点跟踪控制方法-37

4.3.1恒定电压法(CVT)-38

4.3.2扰动观察法((P&O)-39

4.3.3电导增量法(INC)-43

4.4本章小结-45

第五章 仿真验证及分析-46

5.1恒定电压法的仿真分析-47

5.2扰动观察法的仿真分析-48

5.3电导增量法的仿真分析-52

5.4本章小结-54

第六章 总结与展望-55

6.1总结-55

6.2展望-56

参考文献-57

致谢-59