本科毕业论文（设计）
题 目 太阳能光伏发电系统的研究
学生姓名 XXXXXX 指导教师 XXXXXX 学 院 信息科学与工程学院 专业班级 电气工程及其自动化 xxxx班 完成时间 二〇一四年六月
本科生院制
目录
中文摘要 ............................................................................................................................ Ⅰ 英文摘要 ............................................................................................................................ Ⅱ 第一章 绪论 ........................................................................................................................ 1 1.1 课题研究的背景和意义 ............................................................................................... 1 1.2 光伏发电的研究和现状 ............................................................................................... 2 1.2.1国外研究现状 ....................................................................................................... 2 1.2.2国内研究现状 ....................................................................................................... 2 1.3 光伏发电系统概述 ....................................................................................................... 3 1.4 本文研究内容和主要工作 ........................................................................................... 5
第二章 光伏电池 ................................................................................................................ 6 2.1 光伏电池分类 ............................................................................................................... 6 2.2 光伏电池工作原理 ....................................................................................................... 6 2.3 光伏电池组件与阵列 ................................................................................................... 8 2.4 光伏电池建模与仿真 ................................................................................................... 9
第三章 最大功率点跟踪技术 .......................................................................................... 21 3.1 最大功率点跟踪原理 ................................................................................................. 21 3.2 最大功率点跟踪算法 ................................................................................................. 22
3.2.1恒定电压法 ......................................................................................................... 22 3.2.2扰动观测法 ......................................................................................................... 23 3.2.3电导增量法 ......................................................................................................... 24 3.3 DC-DC变换器 ............................................................................................................. 26 3.2.1电路拓扑选择 ..................................................................................................... 26 3.2.2 Boost电路工作原理 ........................................................................................... 27 3.2.1 Boost电路参数设计 ........................................................................................... 28 3.4 扰动观测法建模与仿真 ............................................................................................. 30 3.5 电导增量法建模与仿真 ............................................................................................. 31
第四章 蓄电池 .................................................................................................................. 32 4.1 蓄电池的选型 ............................................................................................................. 32 4.2 蓄电池的主要特性参数 ............................................................................................. 32
4.3 铅酸蓄电池的Thevenin模型 ................................................................................... 34 4.4 铅酸蓄电池充放电特性仿真 ..................................................................................... 35 4.5 铅蓄电池的充放电控制 ............................................................................................. 37 4.5.1 充放电控制方法 ................................................................................................ 37 4.5.2 荷电状态检测 .................................................................................................... 38 总结与展望 ........................................................................................................................ 40 结束语 ................................................................................................................................ 41 参考文献 ............................................................................................................................ 42
中文摘要
随着对全球变暖、环境污染以及化石能源短缺等问题关注度的不断提升，采用如风能、太阳能等高效和低排放的可再生能源就显得十分重要。在各种可再生能源中，光伏发电得到广泛的应用；因此有必要对组成光伏系统的光伏电池、最大功率点跟踪技术和蓄电池等的特性进行研究，以便更加高效、合理的利用太阳能。
本文在对光伏电池的工作原理、输出特性进行研究的基础上，介绍了三种经典的最大功率点跟踪算法，并对这三种算法的特性及适用条件进行了分析。之后，对蓄电池的特性参数以及充放电特性曲线进行了研究。
在Matlab/Simulink平台中建立了光伏电池、最大功率点跟踪算法以及蓄电池的动态仿真模型。基于精度较高的双二极管模型建立的光伏电池的仿真模型，并对光伏电池在各种工况下的输出特性进行了全面的分析；结合Boost电路对扰动观测法和电导增量法的特性进行仿真比较；最后，在对蓄电池特性参数详细介绍的基础上，借助蓄电池的Thevenin模型完成对铅蓄电池充放电特性的仿真。
关键词 光伏电池 最大功率点跟踪 蓄电池 Matlab仿真
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