摘要：21世纪以来，由于人类大规模采挖煤炭石油等化石能源，导致全球能源危机，环境污染问题日益严重。与此同时，世界各国使用清洁能源的趋势只会越来越明显，为了可持续发展理念，世界各国都在积极寻求可替代能源，即新能源。由于得天独厚的地理条件，太阳能，风能逐渐发展。由于太阳能分布范围与存量大，开发潜力大，0碳排放、无穷无尽源源不断等优点，逐渐被人们所关注。目前光伏发电系统存在的一些问题，如受太阳光照强度、外界环境温度天气、光伏电池板的价格、光电转化效率等因素影响，使得太阳能光伏太阳能系统发展与推广受到制约。为了提高光伏太阳能发电系统性能，需要对光伏系统中的控制算法进行改进和优化，鉴于本文主要对小型光伏太阳能发电系统中蓄电池双向DC/DC电路进行研究，主要进行仿真，搭建出基本模型，并进行仿真结果验证。

本文对以下几个光伏系统部分进行介绍与概括：

1、理解小型光伏发电系统工作原理，根据系统组成进行总体框架设计；

2、理解光伏阵列工作原理，简要介绍光伏电池模型与输出曲线；

3、理解铅酸蓄电池的组成部件与工作原理，设计适用于本系统的蓄电池充电、蓄电池放电的电路模型；

4、理解MPPT跟踪控制原理，介绍几种MPPT方法；

5、利用Simulink软件对系统中的光伏阵列波形、蓄电池双向DC/DC波形和负载波形进行波形验证。

本文通过对小型光伏发电系统各个组成部分原理与框架的研究电路，通过Simulink波形证明太阳能发电系统运行稳定可靠。

关键词：小型光伏太阳能发电系统；MPPT最大功率跟踪控制；蓄电池充电；蓄电池放电

目录

摘要

Abstract

第一章-绪论-1

一、本文研究的背景和意义-1

二、太阳能光伏最大功率点跟踪控制的发展与技术难点-2

三、本文工作内容-3

第二章-小型光伏发电系统总体概述-4

一、-小型光伏发电系统分类-4

（一）-离网型光伏控制系统-4

（二）-并网型光伏发电系统-5

二、-小型光伏太阳能发电系统应用-5

三、-小型光伏太阳能发电系统总体设计框架-5

（一）、设计规格-5

（二）、设计方案-6

（三）、工作原理介绍-7

第三章-小型光伏发电系统最大功率跟踪控制算法-8

一、光伏电池的数学模型介绍-8

（一）、光伏电池工作原理-8

（二）、光伏电池等效电路-8

（三）、光伏电池输出特性-9

二、最大功率跟踪控制原理-10

三、常见的光伏最大功率跟踪控制算法-11

（一）、扰动观察法-11

（二）、电导增量法-13

第四章-蓄电池双向DC/DC控制算法-16

一、蓄电池工作原理与主要性能参数-16

（一）、铅酸蓄电池构成-16

（二）、蓄电池工作原理-17

（三）、蓄电池性能参数-18

二、蓄电池充放电算法-19

（一）、蓄电池充电算法-19

（二）、蓄电池放电算法-21

三、蓄电池双向DC/DC电路仿真设计-22

第五章-仿真搭建与分析-24

一、仿真平台介绍-24

二、总体仿真框架-24

三、太阳能光伏阵列模块仿真设计-24

四、MPPT最大功率跟踪控制仿真设计-26

五、蓄电池充放电电路-27

（一）、前端Boost升压电路仿真设计-28

（二）、蓄电池双向DC/DC电路仿真设计-28

六、蓄电池控制电路仿真设计-29

七、负载电路模型搭建-30

致谢-32

参考文献-33