论文总字数：18442字

摘 要

当今世界能源危机日益严重，开发新能源缓解危机亟不可待。因此，如何有效开发利用新能源成为了全世界的热门课题。太阳能因其独特的优势在众多新能源中脱颖而出，备受关注。无论从近期的角度或远期的角度来看，还是从能源环境的方面与不发达地区发展需要来看，太阳能发电是有巨大潜力的。所以我们需要对光伏发电系统进行研究讨论。本项目围绕光伏并网逆变发电系统，基于PSCAD或matlab/simulink软件平台，研究相关光伏电池特性、最大功率点跟踪方法、逆变环节的控制策略等问题。

关键词：光伏电池；最大功率点跟踪；逆变器；matlab仿真

Research on model and control of photovoltaic power generation system

Abstract

Today, the world energy crisis is becoming serious. Besides, more and more people talk about how to effectively develop and utilize new energy all over the world. Due to its unique advantages, solar energy stands out among many new energy sources and attracts much attention. From lots of ways like the perspective of energy environment and the development needs of underdeveloped areas, solar power has great potential. Therefore, we have to study and discuss this topic. This project focuses on photovoltaic grid-connected inverter power generation system, and studies relevant photovoltaic cell characteristics, maximum power point tracking method, inverter control strategy and other issues based on PSCAD or matlab/simulink software platform.

Keywords:Photovoltaic cells; Maximum power point tracking; Inverter; The matlab simulatio

目 录

摘 要

Abstract

第一章 引 言

1.1 新能源发电的背景和意义

1.2光伏产业的现状和前景

1.2.1太阳能光伏发电的国外发展现状

1.2.2太阳能光伏发电的国内发展状态

1.3本论文的研究思路

第二章 光伏发电系统概述

2.1光伏并网发电系统的相关基础

2.1.1光伏发电系统组成

2.1.2光伏发电系统的结构与分类

2.2光伏并网

2.2.1光伏并网的工作原理

2.2.2并网光伏发电系统的特点

2.2.3并网光伏发电系统的影响

2.3光伏电池

2.3.1光伏电池的基本工作原理

2.3.2 光伏电池的伏安特性

2.4本章小结

第三章 光伏电池仿真模型研究及其分析

3.1光伏电池的仿真模型

3.2 模型分析

第四章 最大功率点跟踪策略及仿真分析

4.1 最大功率点跟踪策略

4.2 基于扰动观察法的MPPT研究

第五章 逆变器控制

5.1 光伏逆变器的基本结构

5.2 光伏逆变器控制策略

5.2.1 SPWM电流控制

5.2.2 双闭环控制技术

5.3 并网仿真分析

第六章 结束语

致谢

参考文献

1. 引 言
   1. 新能源发电的背景和意义

在人类社会的发展与生存的进途中，能源是必不可少的动力与来源。随着当今社会的快速发展与前进，人类已经面临实怎样实现可持续发展的大问题，所以人们开始关注怎样能寻求不过度破坏环境的同时还能市经济发展起来。其中能源问题更加显得突出，能源问题不仅仅表现在地球常规能源因过度开发而逐渐匮乏，更表现在化石能源的开发利用造成了许许多多的问题，例如环境污染，地球温度持续升高等都与使用化石燃料息息相关。因此当今的许多环境问题，大部分都是因为能源尤其是化石能源开发燃烧利用造成的。同时，地球上的化石能源并不是却之不尽用之不竭的，根据国际能源机构的预测，全世界的煤炭使用只能持续220年。因此，人类想要解决这些问题并实现可持续发展，需要依靠科学技术的进步与发展，大规模去开发利用可再生洁净能源。令人可喜的是，人类发现了太阳能、风能、核能、潮汐能等多种新型能源。在化石能源的局限性和环境问题下，世界上大部分国家不断加强了对这些绿色新型能源和可再生能源的发展与支持。尤其是当进入21世纪以来，世界对能源需求不断增加。如德国、丹麦、日本等先进国家可再生能源发电的装机已经达到较高的水准。

太阳能有着取之不尽用之不竭并且安全洁净的巨大优点，正是太阳能的诸多优点与好处，使人类决定去思考怎样可以更加高效的利用太阳能资源。

1.2光伏产业的现状和前景

1.2.1太阳能光伏发电的国外发展现状

光伏发电技术可追溯到上世纪50年代，首先是由美国科学家于1954年研制成单晶硅光伏电池，使得光伏发电技术完成了从理论到实践的过渡。进而在20世纪70年代，由于工业发展速度加快，各类化石燃料的大量采用导致全球能源紧张和环境污染日益严重。光伏发电技术以其清洁无污染以及分布广泛的特性得到了极大的重视，各国学者开始进行大规模的系统研究。20世纪90年代后，世界上对光伏产品需求量大增，导致供不应求的矛盾相当明显，大量的企业投入资金与人力进行光伏产品的研发与生产，使得光伏产业进入了一个快速发展时期，同时光伏的发电量也得到了大幅提升。直到1999年，世界光伏组件的产量已经达到了200MW，并且随着人们对太阳能发电的逐步了解，其商业化进程加快，效率也从10%-13%提高到13%-15%。各国加快了太阳能电池的生产速度，数据显示90年代的生产速度大约为每年1-5MW，目前己达到每年生产100MW。太阳能电池惊人的发展速度使其成为全世界发展最快的新技术。

随着科研力度的加大，光伏发电中的各种瓶颈也得到了逐步解决，推动了太阳能发电的实用化，比如光伏发电系统从公共大电网中脱离时的孤岛检测技术，大电网发生故障时并网的光伏发电系统低电压穿越技术等关系到分布式发电并网运行安全、稳定问题的相关技术得到了越来越多的研究，并取得了相当有成效的技术进展。

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