畢業設計（2014屆）題目太陽能光伏發電系統的研究學院物理電氣信息學院專業電氣工程與自動化年級10級學生學號學生姓名指師教師2014年5月10日物理電氣信息學院本科畢業設計第一章緒論1.1課題背景與選題意義 1.1.1全球能源危機與環境問題能源是維持整個人類社會運營和發展的動力，對人類社會起著至關重要的作用。在本世紀初進行的關于世界化石能源儲量的調查研究數據顯示：以當前人類的能源消耗速度，石油還可以開采約40年，煤炭為22年，天然氣為61年。而我國化石能源的儲量情況更加嚴峻，嚴重制約了經濟的發展。此外，由于化石能源的大量使用，對環境造成了嚴重的污染，對生態造成了巨大的破壞。例如，由于化石燃料的燃燒，大氣中的顆粒物和二氧化流濃度增高，危及人類和其他生物的身體健康，同時還會腐蝕材料，給人類社會造成損失；工業廢水和生活污水的排放，使人體質量惡化，危及水生生物的生存，給生態系統造成直接的破壞和影響。除此之外，污染物的積累和遷移轉化還會引起多種衍生的環境效應，給生態系統和人類社會造成間接的危害。例如，溫室效應、酸雨和臭氧層的破壞就是由大氣污染衍生出的環境效應。隨著經濟和貿易的全球化，環境污染也日益呈現國際化趨勢，近年來出現的危險廢物越境轉移問題就是這方面的突出表現。如何在使用能源的同時，保護好整個地球的生態環境已經成為全球各個國家面臨的重要問題。改善現階段的能源結構，大規模開發利用一些可再生的清潔能源已成為了解決能源問題的主要方向。1.1.2太陽能的開發與利用太陽能的優勢太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比利用最大，是最理想的可再生能源。因為它具有以下的特點：(1)數量巨大：每年到達地球表面能供人類利用的太陽輻射相當于一顆原子彈爆炸時所發出的能量；(2)時間長久：用之不竭，太陽按目前功率輻射能量其時間約可持續100億年；(3)普照大地：取之不盡，不需要開采和運輸；(4)清潔無污染：無任何物質的排放，既不會留下污染物，也不會向大氣中排放廢氣。光伏發電的優勢太陽能的開發利用主要有光熱利用、光伏利用、光化學利用等三種形式。目前，以太陽能電池技術為核心的太陽能光伏利用成為太陽能開發利用中最重要的應用領域，因為光伏發電具有以下明顯優點：(1)結構簡單，體積小且輕。能獨立供電的太陽能電池組件和方陣結構都比較簡單，輸出50W的晶體硅太陽能電池組件，體積約為450mm×985mm×45mm，質量為7kg。(2)容易安裝運輸，建設周期短。只要將太陽能電池支撐并面向太陽即可發電，宜于制成小功率移動電源；一個6.SMW的太陽能電池發電站，占地約80，不足10個月便可建成發電。(3)維護簡單，使用方便。如遇風雨天，只需檢查太陽電池表面是否被粘污、接線是否可靠、蓄電池電壓是否正常即可。大型光伏電站使用計算機控制運行，運行費用很低。(4)清潔、安全、無噪聲。光伏發電本身不向外界排放廢物，沒有機械噪聲，是一種理想的能源。(5)可靠性高，壽命長，并且應用范圍廣。晶體硅太陽能電池的壽命可以長達20至35年，在光伏系統中，只要設計合理、選型適當，蓄電池的壽命可以達到10多年；太陽能幾乎無處不在，太陽能電池在中國大部分范圍內都能作為獨立的電源。太陽能開發潛力在中國，太陽能資源較好的地區占國土面積2/3以上，主要集中在西部地區，尤其是西北和青藏高原，年平均日照在2200小時以上，中國陸地每年接收的太陽輻射量約合24000億噸標準煤。太陽能發電雖受晝夜、晴雨、季節的影響，但可以分散的進行，所以它適于各家各戶分別進行發電，而且可以連接到供電網絡上，使得各個家庭在電力富裕時可將其賣給電力公司，不足時又可以從電力公司買入。分布式光伏發電并網系統將可能是今后住宅和辦公用電的主要模式。太陽能發電有更加激動人心的計劃。一是利用地面上的沙漠和海洋面積進行發電，并通過超導電纜將全球太陽能發電站連成統一電網以便向全球供電。據測算，到2050年和2100年，即使全用太陽能發電供給全球用電，占地也不過為186.79萬平方公里和829.19萬平方公里。829.19萬平方公里才占全部海洋面積的2.3%或全部沙漠的51.2%，甚至才是撒哈拉沙漠的91.5%。另一方案是天上發電。早在1980年美國宇航員和能源部就提出在空間建設太陽能發電站設想，準備在同步軌道上放一個長10公里、寬5公里的大平板，上面布滿光伏電池，這樣便可提供5×KW電力。但這一方案需解決向地面無線輸電問題。現已提出用微波束、激光束傳輸等方案。1.2國內外研究綜述1.2.1光伏發電的歷史光伏發電技術的發展時間不長，迄今僅有100多年的歷史。1839年，法國著名物理學家安東尼·亨利·貝克勒爾(AntoineHenriBecquerel)在實驗中意外地發現，當陽光照射伏打電池時，能夠產生額外的伏打電勢，這就是“光生伏打效應”(photovoltaiceffect)，通常簡稱為“光伏效應”。英國科學家威廉·史密斯(WiloughB.Smith)早在1873年就發現了對光敏感的材料一一硒，并進行了大膽預測，在陽光照射下，隨著光通量的增加硒材料的導電能力也會隨之增加。1980年，美國科學家查爾斯·弗里茨(CharlesFritts)開發出第一塊以硒材料為基礎的太陽能電池。由于太陽能電池是利用光伏效應的原理來工作的，因而，自此以后，人們將能產生“光伏效應”的器件統稱為“光伏器件”。20世紀中期，超薄單晶硅光伏電池又被陸續開發出來；1961年至1971年間，光伏電池的研究側重于提高電池的抗輻射能力與降低電池的開發升本上，其技術上沒有得到顯著的改變與進步；在1972年至1976年間，空間用光伏電池被成功研發出來并得到了初步的應用。從此，光伏發電技術不斷得到提高與完善，并逐步降低開發成本，光伏發電技術進一步規范化、產業化，并成為當前全世界主要的綠色可持續資源之一。1.2.2國內研究綜述迄今為止，太陽能光伏發電還存在一些有待攻克的弱點，例如光電轉化率低，所需光照要求復雜，成本高，最大功率跟蹤技術不完善等。中國光伏電池的主要產品是單晶硅電池、多晶硅電池和非晶硅電池。商品單晶硅電池組件的轉換效率為11%—15%。商品多晶硅光伏電池組件的轉換效率為10%—14%。商品非晶硅光伏電池組件的轉換效率為4%—6%。單晶硅和多晶硅光伏電池組件的售價為35—40元/Wp。目前，太陽能電池市場85%的市場份額由晶體硅太陽能電池占據，其高昂的晶體硅價格制約了光伏產業的應用發展。薄膜太陽能電池結構簡單、制備成本低廉，尤其鈣鈦礦型太陽能電池由現成材料制成，具有廣泛的應用前景，但該類電池的產業化瓶頸是光電轉化效率偏低，現階段的研究重點是提高其光電轉換效率。中國科學院重點實驗室在無空穴傳輸材料的鈣鈦礦型薄膜太陽能電池方面研究取得了重要進展，制備的電池光電轉換效率率先突破10%，達到了10.47%，是現有國內外公開報道中的最高值。鄒學毅提出將變結構參數模糊控制應用在光伏發電系統MPPT控制中，能夠快速響應外界條件的變化，在最大功率點無明顯的震蕩，具有較好的動態和穩態性能；汪義旺針對常規模糊控制器在光伏發電最大功率點跟蹤(MPPT)控制中存在的功率波動、控制精度低和自適應性較差等問題，提出了一種基于變論域自適應模糊控制器的光伏發電MPPT控制，該控制器能根據光伏發電輸出功率偏差的變化自動調整變量的論域，從而快速準確地跟蹤光伏發電系統的最大功率點，提高了系統的效率和穩定性；白慧杰針對導納增量法在低光照情況下不易進行最大功率跟蹤的缺點，結合線性比例電流法提出了一種線性比例電流法結合導納增量法的控制策略；為了尋找更好的實現光伏發電系統最大功率點追蹤控制方法，在分析已有最大功率追蹤方法的基礎上，趙立永提出了一種新型的MPPT跟蹤方法—改進的電壓增f法，使最大功率跟蹤更快更準，并通過對后級并網逆變器的控制實現了低諧波含f、高功率因數的并網要求；郭明明針對傳統光伏發電DC/DC變換器工作在硬開關狀態時，因開關損耗大、開關管所承受的電壓電流大等缺點導致的系統效率下降問題，采用了一種軟開關Boost變換器，其結構簡單，易于控制，大大減少了變換器工作中的開關損耗，并且降低了開關管所承受的壓降，從而提高了光伏發電傳輸效率；陳進美針對傳統MPPT控制算法的缺點，提出了固定參數法與擾動觀察法相結合、固定參數法和電導增t法相結合、高斯法與擾動觀察法相結合的復合MPPT控制算法，較深入地探討了這些算法的優點及詳細實現方案；光伏并網逆變器對光伏發電系統的動態特性具有決定性作用，因此獲得準確的光伏逆變器控制參數是分析光伏發電系統并網影響的基礎，沈欣煒提出了一種針對典型光伏并網逆變器雙環控制模型的dq軸參數解福辨識策略，并通過仿真算例比較了解福模型在不同噪聲水平下的辨識效果，分析了不同類型的擾動數據對辨識的影響規律，討論了濾波電感參數有偏差時對辨識結果的影響，最后通過參數適用性檢驗算例驗證了所提出辨識方法的有效性；為提高聚光光伏發電的太陽能利用率，孫環陽提出了一種環形軌道式光伏發電雙軸跟蹤系統的設計方案，DSP控制伺服電機的方法，利用空間電壓矢量脈寬調制(SVPWM)技術，形成了閉環的位置伺服控制，通過Simulink進行了速度環仿真，結果表明該系統運行穩定，具有較好的靜態和動態特性。1.2.3國外研究綜述1930年，朗格首次提出用“光伏效應”制造“太陽電池”，使太陽能變成電能。1932年，奧杜博特和斯托拉制成第一塊“硫化鎘”太陽電池。1941年，奧爾在硅上發現光伏效應。1954年美國貝爾實驗室研制出6%的實用型單晶硅電池，同年，韋克爾首次發現了砷化鎵有光伏效應，并在玻璃上沈積硫化鎘薄膜，制成了第一塊薄膜太陽電池。1955年以色列的Tabor提出選擇性吸收表面概念和理論，并研制成功選擇性太陽吸收涂層。同年，吉尼和羅非斯基進行材料的光電轉換效率優化設計；第一個光電航標燈問世。美國RCA研究砷化鎵太陽電池。1957年硅太陽電池效率達8％。1958年太陽電池首次在空間應用，裝備美國先鋒１號衛星電源。1959年，第一個單晶硅太陽能電池問世。1960年，太陽能首次實現并網運行。1969年薄膜硫化鎘太陽電池，效率達8％。1970年代初期，中東戰爭引發的能源危機開啟了太陽光發電系統地面應用。1973年，砷化鎵太陽電池效率達15％。1974年，COMSAT研究所提出無反射絨面電池，硅太陽電池效率達18％。1975年，非晶硅太陽電池問世，同年，電池效率達6％。1976年，Carlson制作出第一個非晶薄膜太陽電池。同年，多晶硅太陽電池效率達10％。1978年美國建成100KW光伏電站，隨后太陽能效率不斷提高，其中1980年單晶硅太陽能電池效率達到20%，多晶硅為14.5%。1980年，美國科學家查爾斯·弗里茨(CharlesFritts)開發出第一塊以硒材料為基礎的太陽能電池。1980年消費性薄膜太陽電池的應用。單晶硅太陽電池效率達20％，砷化鎵電池達22.5％，多晶硅電池達14.5％，硫化鎘電池達9.15％。1983年美國建成１MWp光伏電站；冶金硅（外延）電池效率達11.8％。1986年美國建成6.5MWp光伏電站。1995年，高效聚光砷化鎵太陽電池效率達32％。1997年，單晶硅光伏電池效率達25％。2000年，建材一體型太陽電池應用(BIPV)。2006年，波音子公司Spectrolab研發出轉換率41％的砷化鎵太陽能2013年，美國麻省理工學院(MIT)研究人員采用了聚合物涂層來改變其性能，在表面覆蓋一層氧化鋅納米線，然后覆蓋一層光感材料(鉛硫化物量子點)，研發出一種基于涂覆一層納米線的石墨烯薄片的新型太陽能電池。自從實用型硅太陽能電池問世以來，太陽能光伏發電很快在全球得到普及。目前，晶體硅光伏電池仍然主導光伏發電市場，薄膜電池是未來太陽能電池發展的方向。當前國際上最新的研發熱點主要集中在低成本、高效率、高穩定性的光伏器件和光伏建筑集成應用系統等方面，并已取得了可喜的成果。但是，在光伏器件及制造技術方面，自光伏電池問世以來，晶體硅就作為基本的電池材料一直保持著主導地位，是目前國際光伏市場上的主流產品，在2000年時世界光伏電池產量的80%以上均采用晶體硅材料。論實驗室效率，單晶硅電池最高可23.7%，多晶硅電池最高可達18.6%，工業化產品效率一般在13%—15%。各種晶體硅電池技術發展情況如下：（1）澳大利亞新南威爾士大學多晶硅電池效率突破19.8%；（2）舊本京都陶瓷公司多晶硅電池效率達到17.1%；（3）澳大利亞新南威爾士大學高效單晶硅電池效率己達23.7%；（4）德國ASE公司片狀晶體硅電池效率為14.5%；（5）美國AstroPower(AP)公司的帶狀多晶硅電池效率為10.5%；（6）舊本三洋公司的HIT晶體/非晶硅復合電池效率達18%；（7）美國、日本、德國多晶硅鑄錠240kg/爐，已能規模化生產。從此，光伏發電技術不斷得到提高與完善，并逐步降低開發成本，光伏發電技術進一步規范化、產業化，并成為當前全世界主要的綠色可持續資源之一。1.3本文主要工作緒論部分，闡述了課題背景與選題意義，主要包括能源短缺、環境污染及太陽能光伏發電的諸多優點三大方面；其次分別介紹了國內外光伏發電技術的研究。太陽能光伏發電的概述，簡單介紹了光伏發電系統的組成、分類、應用及尚存在的一些問題。光伏電池及其特性，簡單介紹了太陽能電池的分類、基本工作原理以及太陽能電池的等效電路和輸出特性。最大功率點跟蹤，對最大功率點跟蹤技術的原理進行了簡單介紹，并對常規的跟蹤算法進行了論述，最后利用MATLAB/Simulink仿真軟件對MPPT進行了建模與仿真。5.并網系統的概述，首先說明了并網原理以及并網條件，其次對逆變器與并網控制策略也進行了研究分析，最后利用MATLAB/Simulink仿真軟件對并網系統進行了建模與仿真。第二章太陽能光伏發電系統概述2.1太陽能光伏發電系統的組成太陽能光伏發電系統是利用太陽能電池的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換成電能的一種新型發電系統。一套基本的光伏發電系統一般是由太陽能電池板、太陽能控制器、逆變器和蓄電池(組)構成。太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能光伏發電系統中的核心部分，其作用是將太陽能直接轉換成電能，供負載使用或存貯于蓄電池內備用。太陽能控制器：太陽能控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命;同時保護蓄電池，避免過充電和過放電現象的發生。如果用戶使用的是直流負載，通過太陽能控制器可以為負載提供穩定的直流電(由于天氣的原因，太陽電池方陣發出的直流電的電壓和電流不是很穩定)。逆變器：逆變器的作用就是將太陽能電池陣列和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220V交流電，供給交流負載使用。蓄電池(組)：蓄電池(組)的作用是將太陽能陣列發出的直流電直接儲存起來，供負載使用。在光伏發電系統中，蓄電池處于浮充放電狀態，當日照量大時，除了供給負載用電外，還對蓄電池充電;當日照量小時，這部分儲存的能量將逐步放出。2.2太陽能光伏系統的分類光伏發電是通過利用光伏電池板來實現太陽輻射能轉換為電能的一種發電方式。整個光伏發電系統都是由以下幾個部分構成：光伏電池陣列、控制器、電能變換裝置和電能儲存裝置。一般情況下，我們可以把光伏發電系統分為獨立型系統、并網型系統和混合型系統。2.2.1獨立型光伏發電系統獨立型光伏發電系統的結構框圖如圖2-1所示。其特點是不和電網相連接，無電地區和特殊領域的供電，測站等遠離電網的用電設備。在有太陽光照的情況下，如偏遠山村用電設備、衛星通信設備、航標燈、主要用于偏遠氣象和地震觀光伏陣列產生電能，負載的消耗，那多余的電能就會轉換為化學能，并向負載供電。當光伏陣列的發電量大于存儲在蓄電池中。當負載消耗大于當前光伏陣列產圖2-1獨立型光伏發電系統結構框圖生的電能，那么光伏陣列和蓄電池同時對負載供電。如果當前沒有太陽光照，則由蓄電池單獨供電。同時，還可以根據負載的類型，選擇是否加入逆變器。2.2.2并網型光伏發電系統圖2-2并網型光伏發電系統結構框圖并網型光伏發電系統的結構框圖如圖2-2所示。其特點是輸出端與公共電網相連接。按照電網接入點的不同可以分為輸電側和配電側并網型光伏發電系統。城市中并網型光伏發電系統一般安裝在建筑物表面，并且并網點一般在配電側。而輸電側的并網型光伏發電系統一般安裝在沙漠地區。其工作原理為：首先通過光伏陣列將太陽能轉換為電能，再通過逆變器將光伏陣列產生的直流電轉換為和電網相位、頻率都相同的交流電，并將所產生的電能并入電網。2.2.3混合型光伏發電系統混合型光伏發電系統的結構框圖如圖2-3所示。其最大的特點就是，系統中除了光伏發電，還有其它形式的發電系統。當光伏陣列產生的電能不能滿足負載需求的時候，可以通過其它形式的發電系統作為電能補充。目前應用比較多的就是風光互補發電系統，這樣組合可以使得系統的穩定性、可靠性比單獨的光伏發電系統或者風力發電系統有了很大的提高。通過合理的配置和設計，可以基本滿足負載的需求。圖2-3混合型光伏發電系統的結構框圖2.3太陽能光伏發電系統的應用目前我國光伏發電系統的應用主要在三方面：1、以采用戶用光伏發電系統和建設小型光伏電站為主，來解決偏遠地區無電村和無電戶的供電問題，為200萬戶偏遠地區農牧民(即目前我國三分之一的無電人口)提供最基本的生活用電；2、通過借鑒發達國家建設屋頂光伏發電系統的經驗，在經濟較發達、城市現代化水平較高的大中城市，在公益性建筑物和其他建筑物以及在道路、公園、車站等公共設施照明系統中推廣使用光伏電源，建設屋頂光伏發電系統；3、建立大型的并網光伏系統，以便于在光伏發電成本下降到一定水平時而開展大型并網光伏系統的大規模應用作好準備。2.4光伏發電尚存在的問題目前，光伏發電仍存在下列幾個主要問題:光伏陣列發電效率低光伏陣列是光伏發電的最基本元件。光伏發電效率指的是光能轉化為電能的比率。一般來講，晶體硅光伏電池效率為10%～15%左右，非晶體光伏電池效率為5%～8%，薄膜光伏電池目前的轉化效率僅為2%～4&左右。由于光電轉換效率太低，從而使光伏發電功率密度低，難以形成高功率發電系統。并且由于對光電轉化管理不力，真正太陽能的利用率只有50%～70%。目前，科學家們正在加緊研究，希望能大幅度提高光伏發電轉換率。主要研究工作包括：在硅體里面增加其他元素，提高價能位置，從而形成更大的P-N結的空間電荷區，得到更大的輸出電壓；增加受光面的折射度，讓太陽光線能夠在光伏電池板上多次來回折射，以最大程度將光子能量轉換為電子能量；尋找對光感應更敏感的材料代替硅材料，以獲得更大的轉換效率。系統造價成本高由于光伏發電效率低，要發出足夠的電則需要許多光伏電池板。2003年單、雙晶硅光伏電池組件的價格約為36～40元/，相比于目前的火力和水力發電，光伏發電的成本約為后者的6～20倍。成本高是當前制約光伏發電市場快速發展的主要原因。發電運行受氣候環境因素影響大光伏發電源直接來源于太陽照射，而地球表面的太陽照射受氣候的影響時有時無。另外，由于環境污染的影響，特別是空氣中的顆粒物灰塵降落在光伏電池板上，從而阻擋了陽光的照射，減少了光線的投入量，進而減少了光電的轉換。制造單晶硅和多晶硅光伏電池需要消耗相當多的能源硅是地球上各種元素中含量僅次于氧的元素，主要存在形式是沙子（，二氧化硅）。從沙子變成多晶硅和單晶硅要經過多道化學和物理工序，其間，要消耗相當多的能量，這也是他們生產成本高的原因。制造非晶硅光伏電池所需的能耗少得多，人們正在為提高它的穩定性和工作壽命，降低它的內阻從而提高它的光電轉換效率而不懈努力。其他因素由于太陽光存在著間歇性、光照方向和強度隨時間不斷變化的特點，因此發電受外界環境的影響較大。

第三章光伏電池及其特性太陽能電池陣列是將太陽能轉換成電能的裝置，是光伏系統的重要組成部分，它決定了光伏系統的發電量。太陽能電池板輸出的功率受溫度、光照強度的影響比較大。3.1太陽能電池的分類太陽能電池多為半導體材料制造，發展至今，己經種類繁多，形式多樣。下面按照材料進行分類并且加以介紹。硅太陽能電池指以硅為基體材料的太陽能電池，有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、非晶硅太陽能電池等。其中，單晶硅太陽電池效率高、壽命長、性能優良，但成本高，而且限于單晶的尺寸，單片太陽電池面積難以做得很大。多晶硅電池成本比單晶硅低，單片電池也可以做得比較大，效率比單晶硅電池低。非晶硅太陽電池對太陽光的吸收系數大，因而非晶硅太陽電池可以做得很薄，通常是單晶硅或多晶硅電池的五百分之一，所以制作非晶硅太陽電池資源消耗少。非晶硅太陽電池存在的問題是光電轉換率偏低，目前效率一般在6%左右。化合物半導體太陽能電池指由兩種或兩種以上元素組成的具有半導體特性的化合物半導體材料制成的太陽能電池，如硫化福太陽能電池、砷化嫁太陽能電池等。有機半導體太陽能電池指用含有一定數量的碳一碳鍵且導電能力介于金屬和絕緣體之間的半導體材料制成的太陽能電池。薄膜太陽能電池指用單質元素、無機化合物或有機材料制成的薄膜為基體材料的太陽能電池。目前主要有非晶硅薄膜太陽能電池、多晶硅薄膜太陽能電池、化合物半導體薄膜太陽能電池、納米晶薄膜太陽能電池、微晶硅薄膜太陽能電池等。此外，按照應用還可將太陽能電池分為空間太陽能電池和地面太陽能電池兩大類。地面太陽能電池又可分為電源太陽能電池和消費品用太陽能電池兩種。空間太陽能電池的主要要求是耐輻射性好、可靠性高、光電轉換效率高、功率面積比和功率質量比優等。3.2太陽能電池的基本工作原理太陽能電池是利用半導體材料的電子特性把太陽光直接轉換成電能的一種固態器件。太陽能電池工作原理的基礎，是半導體P-N結的光生伏打效應。所謂光生伏打效應，簡單地說，就是當物體受到光照時，其體內的電荷分布狀態發生變化而產生電動勢和電流的一種效應。現將半導體太陽能電池的發電過程概括成如下4點：1.首先是收集太陽光和其他光使之照射到太陽能電池表面上。2.太陽能電池吸收具有一定能量的光子，激發出非平衡載流子(光生載流子)一一電子一空穴對。這些電子和空穴應有足夠的壽命，在它們被分離之前不會復合消失。3.這些電性符號相反的光生載流子在太陽能電池P-N結內建電場的作用下，電子一空穴對被分離，電子集中在一邊，空穴集中到一邊，在P-N結兩邊產生異性電荷的積累，從而產生光生電動勢，即光生電壓。4.在太陽能電池P-N結的兩側引出電極，并接上負載，則在外電路中即有光生電流通過，從而獲得功率輸出，這樣太陽能電池就把太陽能(或其他光能)直接轉換成了電能。當太陽光(或其他光)照射到P-N結時，半導體內的原子由于獲得了光能而釋放電子，相應地便產生了電子一空穴對，并在勢壘電場的作用下，電子被驅向N型區，空穴被驅向P型區，從而使N區有過剩的電子，P區有過剩的空穴，于是就在P-N結的附近形成了與勢壘電場方向相反的光生電場。光生電場的一部分抵消勢壘電場，其余部分使P型區帶正電、N型區帶負電，于是就使得P區與N區之間的薄層產生了電動勢，即光生伏打電動勢。當接外電路時，便有電能輸出。這就是P-N結太陽能電池發電的基本原理。如圖3-1所示：圖3-1光生伏打效應原理圖3.3太陽能電池的等效電路太陽能電池的等效電路如圖3-2所示：圖3-2光照時太陽能電池的等效電路其中：:是短路電流，就是將太陽能電池置于標準光源的照射下，在輸出端短路時，流過太陽能電池兩端的電流。它的值與太陽能電池的面積大小、光照強度、環境溫度成正比。為太陽能電池的輸出值，當太陽能電池兩端開路時，太陽能電池輸出的電壓值為開路電壓，與太陽光輻射強度有關系，而與電池板面積的大小沒有關系。開路電壓值隨著光照強度的升高而升高。為通過P-N結的總擴散電流。為串聯電阻，主要由電池的體電阻、表面電阻、電極導體電阻和電極與硅表面間接接觸電阻所組成。為并聯電阻，是電池邊緣漏電或者耗盡區內的復合電流引起的。根據太陽能電池等效電路和電子學理論，太陽能電池的電流方程可以用下式表示：(3-1)式中：——太陽能電池輸出電流，A；——電子電荷常數，為；——反向飽和電流，A；——常數因子(正偏電壓大時A值為1，正偏電壓小時A值為2)；——波爾茲曼常數，；——絕對溫度，K。通常情況下，一個理想的太陽能電池，串聯電阻很小，而并聯電阻很大。由于和分別串聯和并聯在電路中，所以在進行理想的電路計算時，它們可以忽略不計，太陽能電池的電流方程可化為：(3-2)當電路外接負載接時，設太陽能電池輸出電流為，則輸出功率為：(3-3)3.4太陽能電池的I-V特性在特定的太陽光照強度和環境溫度下，由公式3-3可知，當外接電阻R，從0變化到無窮大時，可以得出太陽能電池負載特性曲線，曲線如圖3-3所示。與曲線上的任一點相對應的橫坐標、縱坐標即為太陽能電池的工作電壓和工作電流。當調節負載電阻R到某一值時，太陽能輸出功率為最大值，此工作點即為太陽能電池最大功率點。該點所對應的功率稱為最大功率點功率，該點所對應的電壓稱為最大功率點電壓，該點所對應的電流稱為最大功率點電流：=(3-4)太陽能電池的I-V特性曲線對于分析太陽能電池非常重要，由圖可以看出太陽能電池是一個既非恒壓源又非恒流源的非線性直流電源。圖3-3太陽能電池負載曲線根據太陽能電池的I-V特性曲線，在給定溫度和日照強度下，可以定義出幾個重要的技術參數:(1)短路電流：電池板所能輸出的最大電流()(2)開路電壓：電池板所能輸出的最大電壓(3)最大功率點電流：電池板最大功率點上的電流(4)最大功率點電壓：電池板最大功率點上的電壓(5)最大功率點電壓：電池板最大功率點上的功率1.日照強度的影響太陽能電池的輸出電流直接受到日照強度的影響，在特定溫度下，太陽能電池在不同日照強度下的I-V特性曲線如圖3-4所示:圖3-4不同日照強度下的太陽能電池板的I-V特性曲線由圖3-4可以看出在一定的溫度下，隨著太陽光照強度的增加，太陽能電池板輸出電流增加比較大，而輸出電壓變化卻比較小，可以看出光照強度對太陽能電池輸出電流的影響比較大。圖3-5不同光照強度下的P-V曲線由圖3-5可以看出，在一定的溫度下，隨著太陽光照強度的增加，太陽能電池板輸出的功率也在增加。2.環境溫度的影響在特定的太陽光照強度下，太陽能電池板的輸出電壓直接受到環境溫度的影響，太陽能電池在不同的溫度下的I-V特性曲線如圖3-6所示：圖3-6不同溫度下太陽能電池板的I-V特性曲線由上圖可以看出在一定的光照強度下，隨著溫度的變化，太陽能電池板輸出電壓變化比較大，輸出電流變化比較小，隨著溫度的增加，輸出電壓在減小，輸出電流在增加。圖3-7不同溫度下太陽能電池板的P-V特性曲線由圖3-7可以看出太陽能電池具有負溫度系數。在一定的光照強度下，隨著溫度的升高，太陽能電池板輸出的功率也會相應地減小。

第四章最大功率點跟蹤技術通過第三章的分析可知，光伏陣列輸出特性具有非線性特征，并且其輸出受光照強度、環境溫度和負載情況影響。在一定的光照強度和環境溫度下，光伏電池可以工作在不同的輸出電壓，但是只有在輸出某一電壓值時，光伏電池的輸出功率才能達到最大值，這是光伏電池的工作點就達到了輸出功率電壓曲線的最高點，稱之為最大功率點(MaximumPowerPoint,MPP)。因此，在光伏發電系統中，要提高系統的整體效率，一個重要的途徑就是實時調整光伏電池的工作點，使之始終工作在最大功率點附近，這一過程就稱為最大功率點跟蹤。4.1MPPT算法的原理最大功率點跟蹤控制(MPPT)策略通過不斷地檢測光伏發電系統的輸出功率，運用控制算法來估算當前情況下系統輸出的最大功率，通過調整當前的負載阻抗匹配來實現最大功率輸出。這樣就可以在光伏發電系統因結溫升高而使得陣列輸出功率降低時，仍可以保證整個系統在當前工況下運行于最佳的匹配狀態。圖4-1MPPT基本原理示意圖為便于說明，圖4-1給出了光伏陣列工作于不同輻照強度條件下的兩組輸出特性曲線I-U，A點和B點分別為特性曲線1和特性曲線2的最大功率輸出點。假設光伏系統某一時刻工作在A點，當輻照強度變化時，光伏系統的輸出特性由特性曲線1上升為特性曲線2。此時如果保持負載1不變，光伏系統將會運行到a點，這樣便會偏離新條件下的系統最大功率點B。為了能夠跟蹤到最大功率點，可將負載特性曲線由負載1改變至負載2，從而保證系統仍然處于新條件下的最大功率點B。同理，如果輻照強度的變化使得特性由曲線2下降至曲線1，則相對應的工作點會由B變化到b點，而實際情況應該是使負載特性曲線由負載2改變至負載1，以保證光伏系統在輻照強度發生變化情況下仍然可以運行于最大功率點A。4.2MPPT常規跟蹤算法MPPT的本質上是一個自尋優過程，通過控制輸出端電壓或其它參數量，使得光伏陣列在不同的溫度和輻照強度下均能夠輸出最大功率。實現最大功率點跟蹤控制的方法很多，常用的MPPT方法有：電導增量法、擾動觀察法、恒定電壓法、滯環比較法、最優梯度法等。其中，前三種方法在實際應用中較為常見，本章節主要介紹該三種算法。4.2.1恒定電壓法由上一章節可知，當光伏陣列的輻照強度大于某一定值且溫度變化不大時，光伏陣列輸出特性曲線上最大功率點基本分散在一條豎直直線的兩邊。如果將光伏陣列輸出電壓控制在最大功率點電壓的附近，光伏陣列將輸出近似的最大功率，這種控制方法稱之為恒定電壓法CVT(ConstantVoltageTracking)。研究表明，光伏陣列的最大功率點電壓Umpp。與光伏陣列的開路電壓Uoc之間存在近似的線性關系，即Umpp=k×UOC(4-1)其中，k的值取決于光伏陣列的特性，一般k的取值大約在0.8左右。圖4-2恒定電壓法示意圖恒定電壓法本質上為一開環的MPPT控制算法，其控制容易，實現快速且最為方便。在實際工程應用中，可以做進一步簡化，故主要應用在簡單光伏發電系統中如小型太陽能草坪燈、獨立太陽能照明系統等方面。但該算法忽略了溫度對光伏陣列輸出功率的影響，當溫度發生較大變化時，采用該算法會使得陣列的輸出功率偏離最大功率點，產生較大的功率損耗。實際應用中，一般可以先采用恒定電壓法來快速的接近最大功率點附近，再結合其他算法進一步搜索較為精確的最大功率點。這種方法可以減少起始階段對遠離最大功率點區域搜索所造成的功率損失。恒定電壓法示意圖如圖4-2所示。4.2.2擾動觀察法擾動觀察法(PerturbationandObservationAlgorithm,P&O)是目前光伏發電系統中MPPT控制最常用的算法之一。其原理是每隔一定的時間增加或減少電壓，并觀測其后的功率變化方向，來決定下一步的控制信號。這種控制算法一般也采用功率反饋，即使兩個傳感器對直流母線電流及其兩端的電壓分別采樣。這種控制方法雖然簡單方便，且易于硬件實現，但是響應速度很慢，只適應于那些光照強度變化非常緩慢的場合。而且穩態情況下，這種算法會導致光伏陣列的實際工作點在最大功率點附近小幅震蕩，因此會造成一定的功率損失；而光照發生快速變化時，跟蹤算法可能會失效，判斷得到錯誤的跟蹤方向。下面對經典的干擾觀測法簡述如下：光伏系統控制器在每個控制周期用較小的步長改變光伏陣列的輸出，改變的步長是一定的，方向可以是增加也可以是減小的，控制對象可以是光伏陣列輸出電壓或電流，這一過程稱為“干擾”；然后通過比較干擾周期前后光伏陣列的輸出功率，如果輸出功率增加，那么繼續按照上一周期的方向繼續“干擾”過程，如果檢測到輸出功率減小，則改變“干擾”的方向。這樣，光伏陣列的實際工作點就能逐漸接近當前最大功率點，則最終在其附近的一個較小范圍往復達到穩態。若果采用較大的步長進行“干擾”，這種跟蹤算法可以獲得較快的跟蹤速度，但達到穩態后的精度相對較差，較小的步長則正好相反。較好的折衷方案是控制器能夠根據光伏陣列當前的工作點選擇合適的步長，例如，當已經跟蹤到最大功率點附近時采用小步長。絕大部分光伏發電系統，不論其拓撲如何讓，都會在光伏陣列輸出上并聯一個較大的電容，這個電容可以作為光伏陣列輸出的濾波器，減小后置電力電子變換裝置導致的開關諧波。但在應用干擾觀測法的光伏系統中，母線電容會影響MPPT算法對天氣變化引起的光照強度波動的響應速度。擾動觀測法的優點總結如下：模塊化控制回路；跟蹤方法簡單，實現容易；對傳感器精度要求不高。缺點為：只能在光伏陣列最大功率點附近振蕩運行，導致一定功率損失；跟蹤步長對跟蹤精度和響應速度無法兼顧；在特定情況下會出現判斷錯誤情況。擾動觀測法的流程圖如圖4-3所示。圖4-3擾動觀察法流程圖4.2.3電導增量法電導增量法(IncrementalConductance)也是一種常用的MPPT控制算法，是從光伏系統輸出功率隨輸出電壓變化率而變化的角度，來推導系統工作于最大功率點時的電導和電導變化率之間的關系，從而提出的MPPT算法。圖4-4給出了光伏陣列P-U特性曲線以及dP/dU變化示意圖，由圖可知：光伏陣列的特性曲線是一條單峰值的曲線，且僅存在一個最大值，在該點處dP/dU=0；當系統工作于最大功率點的左右兩側時，dP/dU則分別大于、小于零。光伏系統工作在最大功率點情況下，系統輸出功率為P=UI(4-2)將式(4-2)兩邊對光伏陣列輸出電壓U求導，故(4-3)圖4-4光伏陣列P-U特性及dP/dU變化示意圖圖4-5電導增量法流程圖將上式整理后得：(4-4)式中：dI表示增量前后測量到的電流差值dV表示增量前后測量到的電壓差值在實際應用中，可以通過判斷(dI/dU+I/U)的值來判定光伏系統是否處于最大功率點。當其值為零時，表明此時系統處于最大功率點處；當其值為正數時，表明系統此時處于最大功率點的左側；當其值為負數時，表明系統此時處于最大功率點的右側。電導增量法通過比較光伏陣列的電導增量和瞬間電導來改變控制信號。這種控制算法同樣需要對光伏陣列的電壓和電流進行采樣。電導增量法控制精確，響應速度比較快，適應于大氣條件變化較快的場合。但是對硬件要求特別是傳感器的精度要求比較高，系統各個部分響應速度都要求比較快，因而整個系統的硬件造價會比較高。電導增量法的控制流程圖如圖4-5所示。圖中，Un、In為檢測到光伏陣列當前電壓、電流值，Ub、Ib為上以控制周期的采樣值。這種MPPT控制算法最大的優點是在光照強度發生變化時，光伏陣列輸出電壓能以平穩的方式跟蹤其變化，而且穩態的振蕩也比擾動觀測法小。4.3仿真分析搭建光伏陣列的最大功率點跟蹤控制模型，如圖4-6所示，圖4-6MPPT仿真模型為使得仿真結果便于分析，仿真中光伏電池的參數設置如下：短路電流8.58A，開路電壓22V，峰值電流7.94A，峰值電壓17.7V，其標準功率約為140W。本模型在仿真分析時，MPPT模塊部分采用電導增量法。在標準狀況(輻照強度Sref=lKW/時、外界溫度Tref=25℃)下，系統最大功率跟蹤效果圖如圖4-7所示。(a)系統輸入、輸出功率(b)光伏陣列輸出電壓(c)光伏陣列輸出電流(d)Boost變換器輸出電壓圖4-7標準狀況下光伏系統MPPT仿真結果圖中系統輸入功率和輸出功率分別表示光伏陣列的輸出功率和負載上的功率。由圖4-7(a)中可以看出系統大約在0.04s時達到最大功率穩定點；圖4-7(b)、(c)為光伏電池輸出電壓(17.19V)、電流(7.87A)，且均在廠家給出參數的波動范圍內；圖4-7(d)為Boost變換器輸出電壓，約40.75V，與17.19V相比，升壓后大約放大2.4倍。

第五章光伏并網系統的研究5.1光伏發電并網的必要性與孤立運行的的太陽能光伏電站相比，并入大電網可以給太陽能光伏發電帶來諸多好處。不必考慮負載供電的穩定性和供電質量的問題；光伏電池可以始終運行在最大運行功率點處，有大電網來接納由太陽能所發的全部電能，提高了太陽能發電的效率；省略了蓄電池作為儲能環節，降低了蓄電池充放電過程中的損失，免除了由于存在蓄電池而帶來的運行與維護費用，同時也消除了處理廢舊蓄電池帶來的間接污染。在工業化國家的大多數地區，可以將通用電網作為備用電源，不必再用昂貴的蓄電池貯能，還可將太陽能電池陣列過剩的電力賣出，并入通用電網。對于光伏中心發電站來說，并網是很自然的事情；對于小型的、以住宅為基本單元的系統并網用經濟上考慮也有吸引力，這樣，通用電網在某種意義上充當了光伏電能的貯存媒介。它把一個國家某個地區、全國甚至跨國的所有發電廠與用戶聯系起來。這樣的電網是一個相當可靠的交流電壓源。因此，將光伏陣列發出的電能輸送到電網是具有十分重要的意義。5.2光伏并網條件與并網電路原理光伏陣列的輸出電能與通用電網實現同步并網的關鍵是要求輸出的正弦交流電與電網電壓同頻同相。而光伏陣列的輸出電流是直流電，因此必須要有相應的DC-DC變換和DC-AC變換。光伏并網工作的電路原理圖如圖5-1所示，其中U2是通用電網的電壓，U1是并網逆變器輸出的高頻SPWM電壓波，L為串聯電抗器，I為送入電網的電流，R為線路等效電阻。為保證送入電網為單位功率因數，并入電網的電流I的相位須與電網電壓的相位保持一致。若以電網電壓U2為零相位，則I與U2同相位，由于純電阻并不改變電壓與電流的相位差，因此等效電阻R上的電壓UR與電網電壓相位是一致的，但由于電抗器L的電感性，使其兩端的電壓UL落后于UR90o。由此可得U1相位和幅值：(5-1)式中ω為電網角頻率。在實際的電路設計應用中，電網電壓U2的周期、幅值和相位可由電壓傳感器檢測獲得。但等效電阻R不易求得，故電流I的相位需采用電流負反饋來實現，用電流互感器實時檢測I，確保其與電網電壓的相位一致，以實現功率因數為1。圖5-1光伏并網的電路原理5.3光伏逆變器光伏逆變器是光伏并網的核心部件，主要完成光伏陣列輸出的直流到交流的變換。因此，對逆變器的研究是非常必要的。5.3.1基于PWM技術的逆變器原理逆變器主電路結構如圖5-2所示。圖5-2逆變器主電路這是一個橋式逆變電路，其功率器件選擇全控型IGBT，工作過程為：通過改變V1、V4和V2、V3的交替通斷時間實現調頻控制，通過改變半個周期內的V1、V4和V2、V3的通斷時間比實現電壓幅值的控制。在50或60Hz頻率下，同步交替地接通V1/V4或V2/V3。因為負載可能是電抗性的，負載電流和電壓也可能反向，所以電路中必須要有二極管，當U0為正時(V1和V4導通)，I可能為負(電流流過與V1和V4平行的兩個二極管)。圖5-3為180o和120o導通型的方波電壓信號。雖然180o脈沖波形比較容易得到，但它卻包括大量的三次和五次諧波。120o脈沖包含較少的諧波，特別是它不包含三次諧波。而要實現并網，必須得到一個正弦波，脈沖寬度調制技術能進一步減少低次諧波。圖5-3逆變器180o脈沖和120o脈沖電壓信號圖5-4脈寬調制型輸出電壓信號基于PWM技術的逆變器就是通過對脈沖寬度進行調制將直流電壓變換成交流正弦波的裝置。其工作原理是：使開關元件在每半個周期內反復通斷多次，并按照正弦波的變化趨勢去控制開關器件的通斷，這樣在逆變器的輸出端就可以得到近乎于正弦波的變頻變幅電壓輸出。圖5-4為脈寬調制型輸出電壓信號。而脈沖寬度和調制周期是通過控制信號實現的，所以控制電路是實現PWM技術逆變器的關鍵環節，被稱為PWM調制器，一般采用三角波調制的方法，也可以用矩形方波或正弦波作為控制電壓。5.3.2光伏并網系統逆變器控制方式逆變器與市電并聯運行的輸出控制可分為電壓控制和電流控制。如果光伏并網逆變器的輸出采用電壓控制，市電系統可視為容量無窮大的定值交流電壓源，則實際上就是一個電壓源與電壓源并聯運行的系統，這種情況下要保證系統穩定運行，就必須采用鎖相控制技術以實現與市電同步，在穩定運行的基礎上，可通過調整逆變器輸出電壓的大小及相位以控制系統的有功輸出與無功輸出。但由于鎖相回路的響應較慢、逆變器輸出電壓值不易精確控制、可能出現環流等問題，如果不采取特殊措施，一般來說同樣功率等級的電壓源并聯運行方式不易獲得優異性能。如果逆變器的輸出采用電流控制，則只需控制逆變器的輸出電流以跟蹤市電電壓，即可達到并聯運行的目的。由于其控制方法相對簡單，因此使用比較廣泛。因此，光伏并網逆變器一般都采用電壓源輸入、電流源輸出的控制方式。圖5-5逆變器結構圖圖5-6逆變器矢量關系圖C是直流側支撐電容，相當于電壓源，L是交流側電感，抑制輸出電流的過分波動，同時起到濾波的作用，將開關動作產生的高頻電流成分濾掉。逆變器輸出電壓，電網電壓，并網電流之間的關系為：(5-2)式中，ω為電網電壓角頻率，矢量圖如圖5-6所示。5.4并網控制策略太陽能光伏并網系統采用雙閉環控制策略進行并網控制。雙閉環的外環為電壓環，目的是為了控制并網逆變器直流輸入端電壓即電容電壓穩定；內環為電流環，目的是為了控制并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相，輸送到電網的功率因數近似為1。圖5-7并網控制框圖將實際檢測到的電容電壓與給定的電容電壓相比較，差值經過調節器，得到電流環的給定并網電流的幅值，此幅值與經過鎖相環節得到的電網電壓的頻率和相角同步信號相結合，得到并網電流的給定信號，此給定電流再與實際檢測到的電流相比較，差值經過滯環比較環節，得到全橋逆變器的功率器件的開關信號，控制功率器件開通和關斷，使并網電流在指定的范圍以內變化。5.5仿真分析根據并網控制采用的雙閉環控制策略，在MATLAB/Simulink仿真環境下，利用SimPowerSystems工具庫中的模塊搭建了并網控制器仿真模型，并且在最大功率點跟蹤模型的基礎上搭建了光伏并網系統的仿真模型，如圖5-8所示。太陽能光伏發電系統的仿真模型中，用一交流電壓源代替電網電壓，其電壓有效值為220V，頻率為50Hz。并網逆變器采用工具庫中自帶的通用全橋逆電路，開關器件選用IGBT，濾波電感L=l0mH，為了維持并網逆變器的直流輸入端電壓穩定，電容C=2200uF，電容電壓的給定值為350V。用幅值為1，頻率和相位與電網電壓相同的正弦信號作為電流環給定電流的同步信號，并網電流的給定值和反饋回來的并網電流相比較，差值經過兩個滯環比較器，產生4路控制全橋逆變電路開關器件的開關信號，為了防止同一橋臂上兩個開關器件同時導通，滯環比較器的上下限分別設置為0.1，-0.09和0.09，-0.1。圖5-8光伏并網系統的仿真圖在環境溫度為28℃，太陽光照強度為1000W/m2的條件下進行仿真。結果如圖5-9所示：圖5-9電容電壓波形(a)電網電壓波形(b)并網電流波形圖5-10并網電流和電網電壓的比較圖由圖5-9可以看出，電容電壓最終達到給定的350V。由圖5-10可以看出并網電流和電網電壓能很好地保持同頻同相，在t=0.3s時，太陽光照強度由1000W/m2升高為1200W/m2，太陽能電池板輸出功率增加，并網電流增加，向電網輸送的有功功率也增加。從以上的仿真波形可以看出，電容電壓穩定在給定電壓值處，并網電流和電網電壓同頻同相，驗證了并網控制策略的理論分析。

第六章結論與展望6.1結論本文針對太陽能光伏發電的各方面相關知識，包括太陽能光伏發電系統的組成、分類及應用，太陽能光伏電池的光電轉換原理，電池分類及輸入輸出特性，光伏系統的最大功率點跟蹤及并網系統的仿真等，進行了簡單的介紹與探討。具體包括：太陽能電池的輸出功率受日照強度、溫度及光電池材料等因素影響很大，且其與輸出電壓及電流間的關系呈非線性。這對光伏發電控制器的設計具有一定意義。為提高整體效率，使光伏陣列輸出功率最大化，對最大功率點跟蹤原理進行了簡單分析，并且介紹了目前幾種比較常用的最大功率點跟蹤算法，如恒定電壓法，電導增量法、擾動觀測法。為提高整體效率，降低蓄電池充放電過程中的損失，本文簡單介紹了并網系統的工作原理等，并進行了仿真。6.2展望本文以一個完整的光伏發電系統為研究對象，對涉及到的主要部分作了詳細的分析與仿真研究。但由于缺乏試驗條件以及比較先進的測量儀器，對仿真模型效率只能進行理論上的分析，還需在實踐中對這些效果進行驗證。同時，在MPPT控制算法上需要做進一步的改進，目前己有很多學者提出基于模糊控制理論和神經網絡的搜索算法，可以嘗試這些新的算法，以進一步提高控制精度。

參考文獻[1]張作字,王景燕,李燕青.光伏發電的現狀和展望[J].科技信息,2010[2]孔娟.太陽能光伏發電系統的研究[D].青島:青島大,2006[3]張化德.太陽能光伏發電系統的研究[D].濟南:山東大學,2007[4]王傳輝.太陽能光伏發電系統的研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學,2008[5]倪敏生.太陽能光伏發電系統的計算機仿真與分析[J].合肥學院學報(自然科學版),2009-08(3)[6]隆志軍,王秋,謝觀健.硅型光伏電池的電特性及太陽能發電[J].機電工程技術,2010[7]張志高.太陽能光伏并網發電的研究[D].阜新:遼寧工程技術大學,2010[8]季亞鵬.單向光伏并網發電系統研究[D].南京:南京郵電大學,2013[9]孫志松.光伏并網發電系統的MATLAB研究[D].南昌:南昌航空大學,2012-06[10]瑪垛生.太陽能發電原理與應用[M].人民郵電出版社,2007[11]土長貴,土斯成.太陽能光伏發電使用技術[M].化學工業出版社,2005[12]李征.光伏并網發電系統及其控制策略的研究[D].天津:天津大學電氣與自動化工程學院,2008-06[13]楊文杰.光伏發電并網與微網運行控制仿真研究[D].成都:西南交通大學,2010-05[14]王惠祥.太陽能光伏并網發電系統研究[D].杭州:浙江大學,2012-02[15]鄒學毅,朱雪忠.變結構參數模糊控制在光伏發電最大跟蹤中的應用[J].分布式電源.2011-11:1-6[16]汪義旺,曹豐文,高金生.光伏發電MPPT的變論域自適應模糊控制[J].太陽能學報.2012-03,33(3):1-6[17]白慧杰,李嵐,鄭峰.光伏發電最大功率跟蹤改進的方法[J].科學技術與工程.2013-11,13(33):1-7[18]趙立永,黃玉成,鄧永紅.一種新型的光伏發電最大功率跟蹤方法研究[J].電源技術研究與設計.2013,6:1-5[19]徐瑞,滕先亮,張小白.大規模光伏有功綜合控制系統設計[J].電力系統自動化.2013-07--10,37(13):1-7[20]郭明明,沈錦飛.小型光伏發電軟開關DC/DC變換器研究[J].電力電子技術.2011-9,45(9):1-4[21]陳進美,陳巒.光伏發電最大功率跟蹤方法的研究[J].科學技術與工程.2009-09,9(17):1-8[22]沈欣煒,鄭競宏,朱守.光伏并網逆變器控制參數的dq軸解耦辨識策略[J].電力系統自動化.2014-02-25,38(4):1-7[23]許志龍.大型光伏發電聚光器跟蹤機構的研制[J].太陽能學報.2009-11,30(11):1-5[24]孫環陽,黃筱調,裴亮.基于DSP的聚光光伏發電自動跟蹤系統的設計[J].機床與液壓.2009-02,37(2):1-5[25]安玉彬,劉旭東,田用春.二十一世紀中國能源發展的總趨勢[J].能源工程,1999,1:1-4[26]高峰,孫成權,劉全根.我國太陽能開發利用的現狀和建議[J].能源工程,2000,5:8-11[27]郭廷瑋等.太陽能的利用和前景[J].北京,科學普及出版社,1984[28]QiQi,YiqiangJiang,ShimingDeng.ASimulationStudyonSolarEnergySeasonalStoragebyPhaseChangeMaterial[C].2008[29]崔容強,喜文華,魏一康.太陽能光伏發電[J].太陽能,2004(4):72-76[30]BimalK.Bose.EnergyEnvironmentandAdvancesinPowerIEEE.Trans.PowerElectron2000(15):688-701.[31]M.Oliver,T.Jackson.EnergyandEconomicEvaluationofBuilding-integratedPhotovoltaics.Energy,2001(26):431-439.[32]M.Oliver,T.Jackson.TheMarketforSolarPhotovoltaics.EnergyPolicy1999(27):371-385.[33]TaeYeopKim,etal.ANovelMaximumPowerPointTrackingControlforPhotovoltaicPowerSystemUnderRapidlyChangingSolarRadiation[J].IEEEInternationalSymposiumonIndustrialElectronics,2001,2:1011-1014.

致謝本論文的研究工作是在我的導師潘歡講師的精心指導下完成的。潘老師在我的論文研究工作中給予了大量的、極其有益的建議和具體的指導，并在論文的撰寫和審稿中傾注了大量的心血。在此我要向我的導師致以最衷心的感謝和深深的敬意。

此外，近四年的學習中，我的家人和朋友們給了我很多的鼓勵和支持，謝謝你們。我將帶著這份期望，在未來的日子里，做出更好的成績。

最后，向所有關心和幫助過我的老師、同學和朋友表示由衷的感謝！衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐\t"