南京理工大學(xué)科研訓(xùn)練結(jié)題報(bào)告項(xiàng)目名稱：太陽(yáng)能電池特性及最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)研究資助類別：校級(jí)普通項(xiàng)目指導(dǎo)教師：項(xiàng)目成員：二零一五年十月二十一日摘要在綠色再生能源得到廣泛應(yīng)用的今天，太陽(yáng)能因?yàn)槠洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)而得到青睞。但因?yàn)楣夥姵氐妮敵鎏匦允芡饨绛h(huán)境因素影響大，而且，光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率低且價(jià)格昂貴，光伏發(fā)電系統(tǒng)的初期投入較大，為有效利用太陽(yáng)能，需要對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)加以有效的控制。本文著重對(duì)光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，建立了MATLAB仿真模型，提出了相應(yīng)的控制策略，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先，本文對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成進(jìn)行了分析，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要包括光伏陣列、電力電子變換器、儲(chǔ)能系統(tǒng)和負(fù)載等。根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)的關(guān)系，還可以把它分為獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。然后，本文對(duì)光伏電池的電氣特性進(jìn)行了分析，并建立了光伏電池的仿真模型。同時(shí)，本文對(duì)常用的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）方法：擾動(dòng)觀測(cè)法（P&O）進(jìn)行了仔細(xì)的分析，并提出了改進(jìn)的方法：通過(guò)變步長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)占空比跟蹤的方法。關(guān)鍵詞：光伏電池；最大功率點(diǎn)跟蹤；擾動(dòng)觀察法；變步長(zhǎng)；MATLAB/SIMULINK仿真。目錄摘要=1\*ROMANI第一章緒論 41．1研究背景 41．2研究現(xiàn)狀 41．2．1光伏電源系統(tǒng) 41．2．2最大功率點(diǎn)跟蹤 41．2．3電力電子仿真工具 51．3研究?jī)?nèi)容 51．4研究意義 51．5實(shí)現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo) 5第二章光伏電池特性的研究 62．1光伏電池的分類 62．2光伏電池的工作原理 72.2.1P-N結(jié)簡(jiǎn)介 72.2.2光伏電池的工作原理 72．3光伏電池的電氣特性 82．3．1光伏電池輸出特性方程 82．3．2光伏電池模組與陣列 102．4光伏電池的仿真實(shí)現(xiàn) 112．4．1仿真模型 112．4．2光伏電池的特性分析112．5小結(jié) 13第三章電力電子轉(zhuǎn)換器 143.1直流斬波電路143.1.1工作原理153.1.2數(shù)量關(guān)系153.2boost斬波電路16

3.2.1boost斬波電路原理16

3.2.2boost斬波電路的應(yīng)用183.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求183.3.1設(shè)計(jì)的要求183.3.2輸出值的計(jì)算183.4仿真19

3.4.1主電路工作原理193.4.2脈沖、電感電流和負(fù)載電壓仿真圖19第四章最大功率點(diǎn)跟蹤算法的研究 214．1光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤 214.2MPPT算法的總體模型 234.2.1開(kāi)路電壓法算法的具體模型 234.2.2擾動(dòng)觀察法算法的具體模型 244.2.3恒壓控制法算法的具體模型 244.2.4波形比較 244.3各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)254．3．1恒定電壓法254．3．2開(kāi)路電壓法254.3.3擾動(dòng)觀察法264．4擾動(dòng)觀察法的詳細(xì)分析264．4．1擾動(dòng)觀察法的具體模型274.4.2仿真結(jié)果285.5改進(jìn)29第五章總結(jié) 30參考文獻(xiàn)第一章緒論1．1研究背景隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源問(wèn)題日益尖銳，越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始關(guān)注能源利用及轉(zhuǎn)換效率的問(wèn)題。隨著常規(guī)能源如石油、煤炭等消耗量的大規(guī)模增加，日益惡化的生態(tài)環(huán)境迫使世界各國(guó)開(kāi)始積極尋找一條新的可持續(xù)發(fā)展的能源之路。太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉匆阎饾u受到了人類的重視，而這其中，太陽(yáng)能無(wú)疑處于最突出的地位，世界各國(guó)都投入大量的人力、物力、財(cái)力爭(zhēng)相發(fā)展。從發(fā)電、取暖、供水到各種各樣的太陽(yáng)能動(dòng)力裝置，其應(yīng)用十分廣泛，在某些領(lǐng)域，太陽(yáng)能的利用已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。因此我們可以看出光伏電池的設(shè)計(jì)有著廣闊的前景和意義。限制光伏系統(tǒng)的主要因素有兩點(diǎn)：⑴初期投資比較大；⑵太陽(yáng)能光伏電池的轉(zhuǎn)換效率低。目前我們通常使用的光伏電池效率在15%左右，即使世界上最先進(jìn)技術(shù)的光伏電池在特殊的實(shí)驗(yàn)條件下也只能達(dá)到40%，因此光伏電池最大功率跟蹤就變得十分重要，所以長(zhǎng)期以來(lái)都是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。1．2研究現(xiàn)狀1．2．1光伏電源系統(tǒng)常用光伏電源系統(tǒng)主要有直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)。光伏電池將吸收的光能轉(zhuǎn)換成電能且通過(guò)供電控制器供給負(fù)載用電。光伏電源系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)用太陽(yáng)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性在很多情況下要優(yōu)于常規(guī)的供電方式，光伏電源系統(tǒng)運(yùn)行成本低，幾乎不需要維護(hù)，不需要備件，不需要增添燃料；(2)太陽(yáng)能系統(tǒng)設(shè)備可自動(dòng)運(yùn)行，適于在無(wú)人職守站使用：(3)不包含任何運(yùn)轉(zhuǎn)部件，系統(tǒng)可連續(xù)工作，使用壽命超過(guò)數(shù)十年；(4)具有良好的模塊化特點(diǎn)，可根據(jù)負(fù)載當(dāng)前需求具體定制，將來(lái)再擴(kuò)容；(5)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的直流輸出電壓十分穩(wěn)定；(6)無(wú)需為揍入電網(wǎng)而修路，在沒(méi)有電網(wǎng)的地方，太陽(yáng)能為靈活選取站址提供可能。除了直接的經(jīng)濟(jì)效益以外，太陽(yáng)能發(fā)電還有很多間接優(yōu)點(diǎn)。在其它一些供電系統(tǒng)，往往由于斷電而立即造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而太陽(yáng)能系統(tǒng)仍能保證穩(wěn)定可靠地工作。1．2．2最大功率點(diǎn)跟蹤光伏電池有著非線性的光伏特性，所以即使在同一光照強(qiáng)度下，由于負(fù)載的不同而輸出不同的功率，將其直接與負(fù)載相連是很不明智的，一般來(lái)說(shuō)都采用一個(gè)變換裝置，使太陽(yáng)能的輸出功率保持在它所能輸出的最大狀態(tài)，再使它向負(fù)載供電，即所謂的最大功率跟蹤器。目前，最大功率點(diǎn)跟蹤算法主要有電壓回授法、功率回授法、直線近似法、實(shí)際測(cè)量法、擾動(dòng)觀察法和增量電導(dǎo)法。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合與性能要求可選擇不同的方法。1．2．3電力電子仿真工具M(jìn)ATLAB是美國(guó)MathWork公司自1984年開(kāi)始推出的一種使用簡(jiǎn)便的工程計(jì)算語(yǔ)言，是當(dāng)今最流行的科學(xué)技術(shù)軟件，MATLAB仿真技術(shù)已滲透到工程技術(shù)及物理實(shí)驗(yàn)等各個(gè)領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)工程計(jì)算、算法研究、建模和仿真、數(shù)據(jù)分析及可視化、科學(xué)和工程繪圖、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)等功能。Simulink(DynamicSystemSimulationSoftware)是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包。使用simulink來(lái)建模、分析和仿真各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和混合系統(tǒng))，將是一件非常輕松的事。它提供了一種圖形化的交互環(huán)境，只需用鼠標(biāo)拖動(dòng)的方法便能迅速地建立起系統(tǒng)框圖。它和MATLAB的無(wú)縫結(jié)合使得用戶可以利用MATLAB豐富的資源，建立仿真模型，監(jiān)控仿真過(guò)程，分析仿真結(jié)果。在對(duì)電力電子進(jìn)行仿真過(guò)程中，主要用到了simulink里的特殊工具庫(kù)——電力系統(tǒng)模塊，它專門用于解決電路、電力電子、電機(jī)等系統(tǒng)的仿真和分析，功能十分強(qiáng)大。1．3研究?jī)?nèi)容光伏電池輸出最大功率因受到外界條件影響而產(chǎn)生變化，影響最大功率點(diǎn)的因素主要是光強(qiáng)和溫度等因素。當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，利用光伏發(fā)電最大功率跟蹤實(shí)時(shí)跟蹤光伏方陣的最大功率點(diǎn)，使得光伏方陣能以最大的功率輸出，可以提高系統(tǒng)的輸出。以獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用MATLAB/SIMULINK從系統(tǒng)的參數(shù)選擇、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略、最大功率跟蹤等方面進(jìn)行最大功率跟蹤方法研究。最終達(dá)到基于MATLAB/SIMULINK，實(shí)現(xiàn)恒定電壓法、擾動(dòng)觀察法、改進(jìn)擾動(dòng)觀察法等算法，并比較其優(yōu)劣的目標(biāo)。1．4研究意義太陽(yáng)能豐富、清潔、安全、方便，是目前廣泛探索并得到-定發(fā)展的-種可再生能源。然而，由于太陽(yáng)能的波動(dòng)性和隨機(jī)性，聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能波動(dòng)很大。隨著這種分布式并網(wǎng)電站的容量越來(lái)越大，太陽(yáng)輻射的波動(dòng)引起的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的瞬態(tài)變化以及這種變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部和對(duì)電網(wǎng)的影響不容忽視。所有光伏系統(tǒng)都希望太陽(yáng)能光伏陣在同樣日照、溫度的條件下輸出盡可能多的電能，這也就在理論上和實(shí)踐上提出太陽(yáng)能光伏陣的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT，MaximumPowerPointTracking)問(wèn)題。MPPT的實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是-個(gè)尋優(yōu)過(guò)程，即通過(guò)控制光伏陣端電壓，使光伏陣能在各種不同的日照和溫度環(huán)境下智能化地輸出最大功率。太陽(yáng)電池陣列的開(kāi)路電壓和短路電流在很大程度上受日照強(qiáng)度和溫度的影響，系統(tǒng)工作點(diǎn)也會(huì)因此飄忽不定，這必然導(dǎo)致系統(tǒng)效率的降低。為此，太陽(yáng)電池陣列必須實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤控制，以便陣列在任何當(dāng)前日照下不斷獲得最大功率輸出。太陽(yáng)能光伏應(yīng)用的日益普及、太陽(yáng)電池的高度非線性和價(jià)格相對(duì)昂貴更加速了人們對(duì)這一問(wèn)題的研究。1．5實(shí)現(xiàn)方法及預(yù)期目標(biāo)首先通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能電池的物理模型和電特性的分析計(jì)算，建立了太陽(yáng)能電池的數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合s函數(shù)，在Matlab／Simulink環(huán)境下建立其動(dòng)態(tài)仿真模型?？紤]到太陽(yáng)能的波動(dòng)性和隨機(jī)性對(duì)太陽(yáng)電池陣列的影響，該模型具有最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)功能。通過(guò)對(duì)各種算法的比較，最大功率點(diǎn)的跟蹤采用擾動(dòng)觀察法。模型還需考慮工作溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、太陽(yáng)電池串并聯(lián)數(shù)、太陽(yáng)電池模塊參數(shù)對(duì)太陽(yáng)電池陣列的影響。分析光伏電池的輸出特性，用MATLAB／SIMULINK建立光伏電池模型，為最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法的研究奠定基礎(chǔ)：分析現(xiàn)有最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法擾動(dòng)觀察的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，保證跟蹤的動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能。第二章光伏電池特性的研究太陽(yáng)能發(fā)電是提供新能源和減少環(huán)境污染的有效手段之一。大規(guī)模的光伏發(fā)電，不但達(dá)到綠色環(huán)保的目的，而且對(duì)克服我國(guó)能源緊張問(wèn)題具有重大意義。太陽(yáng)能光伏電池因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能而受到世界各國(guó)的重視。它具有重量輕，壽命長(zhǎng)，使用方便，能承受各種沖擊、振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f(shuō)在電池行業(yè)中，最沒(méi)有污染、市場(chǎng)空間最大的應(yīng)該是光伏電池。因此，光伏電池的研究與開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到世界各國(guó)的廣泛重視。2．1光伏電池的分類光伏電池多用半導(dǎo)體固體材料制造，也有用半導(dǎo)體加電解質(zhì)的光化學(xué)電池，發(fā)展至今也已種類繁多，無(wú)論采用何種材料生產(chǎn)光伏電池，他們對(duì)材料的一般要求是：半導(dǎo)體材料的禁帶不能太寬；要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率；材料本身對(duì)環(huán)境不造成污染；材料便于工業(yè)化生產(chǎn)，而且材料的性能要穩(wěn)定。光伏電池按電池結(jié)構(gòu)和材料分類形式可以分為：1、按電池結(jié)構(gòu)分類①同質(zhì)結(jié)光伏電池。指在相同的半導(dǎo)體材料（除了其中含有少量的雜質(zhì)外）上構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)P-N結(jié)的光伏電池。②異質(zhì)結(jié)光伏電池。指在不同禁帶寬度的半導(dǎo)體材料相接的界面上構(gòu)成一個(gè)異質(zhì)P-N結(jié)的光伏電池。③肖特基結(jié)光伏電池。指用金屬和半導(dǎo)體接觸組成一個(gè)“肖特基勢(shì)壘”的光伏電池（又稱為MS光伏電池）。④薄膜光伏電池。指利用薄膜技術(shù)將很薄的半導(dǎo)體材料鋪在非半導(dǎo)體的襯底上而構(gòu)成的光伏電池。⑤疊層光伏電池。指將兩種對(duì)光波吸收能力不同的半導(dǎo)體材料疊在一起構(gòu)成的光伏電池。⑥濕式光伏電池。指在兩側(cè)涂有光活性半導(dǎo)體膜的導(dǎo)電玻璃中間加入電解液而構(gòu)成的光伏電池。2、按電池材料分類①硅形光伏電池。包括單晶硅光伏電池、多晶硅光伏電池和非晶硅光伏電池。其中：?jiǎn)尉Ч璨牧辖Y(jié)晶完整，載流子遷移率高，串聯(lián)電阻小，光伏轉(zhuǎn)換效率最高，可達(dá)20%左右，但成本比較昂貴；多晶硅材料晶體方向無(wú)規(guī)律。由于在這種材料中的正、負(fù)電荷有一部分會(huì)因?yàn)榫w晶界連接的不規(guī)則性而損失，所以不能全部被P-N結(jié)電場(chǎng)所分離，使之效率一般要比單晶硅光伏電池低，但多晶硅光伏電池成本較低；非晶硅材料基本被制成薄膜電池形式，其造價(jià)廉價(jià)，但光電轉(zhuǎn)換效率比較低，穩(wěn)定性也不如晶體硅光伏電池，目前主要用于弱光性電源，如手表，計(jì)算器等的電池。②非硅半導(dǎo)體光伏電池。主要有硫化鎘光伏電池和砷化鎵光伏電池，硫化鎘分單晶或多晶兩種，它常與其他半導(dǎo)體材料合成使用。③有機(jī)光伏電池。主要由一些有機(jī)的光電高分子材料構(gòu)成的光伏電池。2．2光伏電池的工作原理光伏發(fā)電應(yīng)用首要解決的是怎樣將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能。光伏電池就是利用半導(dǎo)體光伏效應(yīng)制成的，它是一種能將太陽(yáng)能輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換器件。由若干個(gè)這種器件封裝成光伏電池組件，再根據(jù)需要將若將若干個(gè)組件合成一定功率的光伏陣列，并與儲(chǔ)能、測(cè)量、控制等裝置相配套，即構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)。2.2.1P-N結(jié)簡(jiǎn)介當(dāng)導(dǎo)電類型不同的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體緊密接觸在一起，在交界面上就會(huì)出現(xiàn)電子和空穴的濃度差，N區(qū)電子濃度高，P區(qū)空穴濃度高，電子和空穴都要從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散。擴(kuò)散流的強(qiáng)弱正比于電子和空穴的濃度差。在擴(kuò)散作用下，N區(qū)的一部分電子進(jìn)入P區(qū)，P區(qū)得一部分空穴進(jìn)入N區(qū)，結(jié)果在交界面附近，P區(qū)一邊因失去了帶正電的空穴和接受了帶負(fù)電的電子，呈現(xiàn)負(fù)電性；N區(qū)一邊因失去帶負(fù)電的電子和接受了帶正電的空穴，而呈現(xiàn)正極性。由于正負(fù)電荷的相互吸引，在P區(qū)和N區(qū)的交界面附近形成一個(gè)空間電荷區(qū)，并產(chǎn)生一個(gè)稱為勢(shì)壘電場(chǎng)的內(nèi)建電場(chǎng)，其方向從帶正電荷的N區(qū)指向帶負(fù)電荷的P區(qū)，這就是通常所說(shuō)的半導(dǎo)體P-N結(jié)。勢(shì)壘電場(chǎng)的建立反過(guò)來(lái)又對(duì)上述多數(shù)載流子（N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴）的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。進(jìn)入P區(qū)的電子和進(jìn)入N區(qū)的空穴在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下，帶負(fù)電的電子受到被拉回N區(qū)的力作用，帶正電的空穴則受到被拉回到P區(qū)的力作用。這種載流子在勢(shì)壘電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)成為漂移運(yùn)動(dòng)。漂移流正好和上述交界面的擴(kuò)散流方向相反。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和漂移運(yùn)動(dòng)共存，在一定的溫度和光照下，這兩種作用相互矛盾又相互聯(lián)系的統(tǒng)一在一個(gè)整體內(nèi)，最后達(dá)到平衡，這就是P-N結(jié)的形成過(guò)程。光伏電池正是利用了光激發(fā)少數(shù)載流子通過(guò)P-N結(jié)而發(fā)電的。2.2.2光伏電池的工作原理光伏電池是不加偏置的P-N結(jié)器件，如圖2.1所示，當(dāng)入射光子能量hv≥E時(shí)，半導(dǎo)體中原子就因吸收光子能量而產(chǎn)生電子——空穴對(duì)。在勢(shì)壘區(qū)內(nèi)建電場(chǎng)作用下，P區(qū)光生電子進(jìn)入N區(qū)，在N區(qū)邊界積累；N區(qū)光生空穴進(jìn)入P區(qū)，在P區(qū)邊界積累。于是在P區(qū)和N區(qū)間建立光生電動(dòng)勢(shì)，它的方向與內(nèi)建電場(chǎng)相反。光生載流子的運(yùn)動(dòng)，由于中和掉部分空間電荷，使PN結(jié)勢(shì)壘減低，引起正向注入。當(dāng)光生電流，：和正向電流JF大小相等時(shí)，對(duì)應(yīng)一定的勢(shì)壘高度(％一y)。這個(gè)電壓V，相當(dāng)于P區(qū)相對(duì)N區(qū)有一個(gè)電壓，它就是光生電壓。接通外電路，只要保持光照，就會(huì)有電流不斷地流過(guò)負(fù)載R，這個(gè)效應(yīng)就是光伏效應(yīng)，是光伏電池的基本原理。圖2.1光伏電池的工作原理2．3光伏電池的電氣特性2．3．1光伏電池輸出特性方程光伏電池相當(dāng)于具有與受光面平行的極薄PN截面的大面積的等效二極管，其等效電路如圖2.2所示。圖2.2光伏電池等效電路圖由圖2-1中電流的流向可得光伏電池的輸出特性方程：（2-1）（2-2）（2-3）上述三個(gè)公式的參數(shù)解析詳見(jiàn)表2.1。一般討論實(shí)際等效電路時(shí)，可忽略Rs或Rsh對(duì)光伏電池等效電路進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)：串聯(lián)電阻Rs越大，則短路電流會(huì)越小，但不會(huì)對(duì)開(kāi)路電壓造成大影響；并聯(lián)電阻Rsh越大，則開(kāi)路電壓會(huì)變小，但不會(huì)影響到短路電流。在發(fā)電效率上，似乎輸出電流對(duì)輸出功率的影響程度會(huì)較大，加上影響開(kāi)路電壓的因素除了Rsh外還包括二極管的電流值，因此Rs對(duì)光伏電池的發(fā)電效率的影響較為明顯。因此，在下面的討論中將忽略Rsh，并且得到簡(jiǎn)化的光伏電池輸出特性方程如公式2-4。（2-4）表2．1光伏電池等效模型參數(shù)解析符號(hào)描述單位數(shù)值I光伏電池輸出電流AV光伏電池輸出電壓VIOS光伏電池暗飽和電流AT光伏電池表面溫度KK波爾茲曼常數(shù)J/K1.38×10ˉ23q單位電荷C1.6×10ˉ19K1短路電流的溫度系數(shù)A/Kλ日照強(qiáng)調(diào)W/m2ISC標(biāo)況下光伏電池短路電流AILG光電流AEGO半導(dǎo)體材料的禁帶寬度JA.B理想因子，一般介于1和2之間Tr參考溫度K301.18IorTr下的暗飽和電流ARsh光伏電池的并聯(lián)等效電阻ΩRs光伏電池的串聯(lián)等效電阻Ω2．3．2光伏電池模組與陣列光伏電池模組(Module)是由許多小單位的光伏電池經(jīng)由并聯(lián)或串聯(lián)組合所組成的。光伏電池串聯(lián)組合可以提高太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最高輸出直流電壓；光伏電池并聯(lián)組合可以提高太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的最高輸出直流電流。因此，通過(guò)對(duì)光伏電池串、并聯(lián)交替組合可以得到期望的直流電壓或電流。據(jù)此可以得到光伏電池模組的輸出特性方程：（2-5）其中,np、ns分別為模組中光伏電池的并聯(lián)、串聯(lián)個(gè)數(shù)。同樣，光伏電池陣列(Array)是由許多小單位的模組經(jīng)由并聯(lián)或串聯(lián)組合所組成的。表2．2SiemensSP75在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的參數(shù)電氣特性規(guī)格額定輸出最大功率Pmax75（W）額定電流Im17（A）額定電壓Vm4.4（V)短路電流Isc21.7(A)開(kāi)路電壓Voc4.8(V)短路電流溫度系數(shù)2.06(mA/°C）開(kāi)路電壓溫度系數(shù)-0.77（V/°C)NOCT(NOrmalOPeratingCellTemPerature)45±2(°C）表2.2列出了德國(guó)Siemens公司生產(chǎn)的SP75型號(hào)的光伏電池模組的各項(xiàng)參數(shù)。它由36個(gè)單結(jié)晶矽光伏電池串聯(lián)而成，根據(jù)公式（2-5），設(shè)在參考條件下Isc為短路電流，Voc為開(kāi)路電壓，Im、Vm為最大功率點(diǎn)電流和電壓，則當(dāng)光伏電池陣列電壓為V，得到該光伏電池模組的輸出特性方程：（2-6）考慮溫度和太陽(yáng)輻射影響時(shí)：（2-7）其中：（2-7）（2-7）（2-10）下面將運(yùn)用SIMULINK對(duì)該光伏電池模組進(jìn)行仿真，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。2．4光伏電池的仿真實(shí)現(xiàn)2．4．1仿真模型2．4．2光伏電池的特性分析圖2.6在大氣溫度固定(25℃)，不同日照強(qiáng)度下，光伏模組對(duì)日照量變化的特性曲線圖：(a)光伏模組的輸出電流與輸出電壓的關(guān)系圖；(b)光伏模組的輸出功率與輸出電壓的關(guān)系圖。（a）（b）圖2.7在日照強(qiáng)度固定(750W／㎡)，不同大氣溫度下，光伏模組對(duì)溫度變化的特性曲線圖：(a)光伏模組的輸出電流與輸出電壓的關(guān)系圖；(b)光伏模組的輸出功率與輸出電壓的關(guān)系圖（a）（b）從上面的圖形我們可以總結(jié)出，光伏電池的非線性表現(xiàn)的很明顯，即：光伏電池的輸出電流和輸出功率取決于電池的端電壓、溫度以及太陽(yáng)照射強(qiáng)度。比較它們的曲線變化我們可以觀察到，隨著太陽(yáng)照射強(qiáng)度的增大，光伏組件的短路電流增加，同時(shí)最大輸出功率也增加。其原因是：開(kāi)路電壓與太陽(yáng)能照射強(qiáng)度成對(duì)數(shù)上升而短路電流只與太陽(yáng)能照射強(qiáng)度成正比。另一方面，同時(shí)通過(guò)比較我們可以發(fā)現(xiàn)，隨著工作溫度的升高，光伏電池的短路電流增加而最大輸出功率減小。因?yàn)檩敵鲭娏鞯脑黾舆h(yuǎn)小于電壓的下降，所以在高溫下凈功率有所減小。2．5小結(jié)太陽(yáng)能作為綠色能源，取之不絕、用之不盡。光伏電池利用太陽(yáng)光發(fā)電，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，輸出功率。光伏電池的輸出受到電池表面溫度、日照強(qiáng)度等外界環(huán)境因素的影響，且具有明顯的非線性。因此，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，光伏電池很難保證最大功率的輸出，從而造成能源上的浪費(fèi)。光伏電池轉(zhuǎn)換效率低成為光伏系統(tǒng)的一個(gè)主要問(wèn)題。因此，如何進(jìn)一步提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，即如何跟蹤光伏電池的最大功率點(diǎn)，一直是光伏系統(tǒng)研究的重要方向。第三章電力電子轉(zhuǎn)換器隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，高壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源已廣泛用于計(jì)算機(jī)、通信、工業(yè)加工和航空航天等領(lǐng)域。所有的電力設(shè)備都需要良好穩(wěn)定的供電，而外部提供的能源大多為交流，電源設(shè)備擔(dān)負(fù)著把交流電源轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需的各種類別直流任務(wù)。但有時(shí)所供的直流電壓不符合設(shè)備需要，仍需變換，稱為DC/DC變換。直流斬波電路作為直流電變成另一種固定電壓的DC-DC變換器，在直流傳動(dòng)系統(tǒng).、充電蓄電電路、開(kāi)關(guān)電源、電力電子變換裝置及各種用電設(shè)備中得到普通的應(yīng)用。隨之出現(xiàn)了諸如降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、復(fù)合斬波電路等多種方式的變換電路。直流斬波技術(shù)已被廣泛運(yùn)用開(kāi)關(guān)電源及直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中，使其控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)、節(jié)約電能的效果。全控型電力電子器件IGBT在牽引電傳動(dòng)電能傳輸與變換、有源濾波能領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但以IGBT為功率器件的直流斬波電路在實(shí)際應(yīng)用中需要注意以下問(wèn)題：（1）系統(tǒng)損耗的問(wèn)；（2）柵極電阻；（3）驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)過(guò)流過(guò)壓保護(hù)的問(wèn)題。3.1直流斬波電路直流斬波電路實(shí)際上采用的就是PWM技術(shù)，這種電路把直流電壓斬成一系列脈沖，改變脈沖的占空比來(lái)獲得所需要的輸出電壓。PWM控制方式是目前才用最廣泛的一種控制方式，它具有良好的調(diào)整特性。隨電子技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)已發(fā)展各種集成式控制芯片，這種芯片只需外接少量元器件就可以工作，這不但簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，還大幅度的減少元器件數(shù)量、連線和焊點(diǎn)。直流斬波器(D.C.Chopper)又稱為截波器，它是將電壓值固定的直流電，轉(zhuǎn)換為電壓值可變的直流電源裝置，是一種直流對(duì)直流的轉(zhuǎn)換器(DCtoDCConverter)已被廣泛使用，如直流電機(jī)之速度控制、交換式電源供應(yīng)器(Switching-Power-Supply)等。直流斬波是將固定的直流電壓變換成可變的直流電壓，也稱為DC/DC變換。斬波器的工作方式有兩種，一是脈寬調(diào)制方式，Ts（周期）不變，改變Ton（通用，Ton為開(kāi)關(guān)每次接通的時(shí)間），二是頻率調(diào)制方式，Ton不變，改變Ts（易產(chǎn)生干擾）。其具體的電路由以下幾類：Buck電路：降壓斬波器，其輸出平均電壓Uo小于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相同。Boost電路：升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相同Buck-Boost電路：降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相反，電感傳輸。Cuk電路：降壓或升壓斬波器，其輸出平均電壓Uo大于或小于輸入電壓Ui，輸出電壓與輸入電壓極性相反，電容傳輸。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源)，同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。3.1.1工作原理假設(shè)L和C值很大。V處于通態(tài)時(shí)，電源E向電感L充電，電流恒定I1，電容C向負(fù)載R供電，輸出電壓Uo恒定。V處于斷態(tài)時(shí)，電源E和電感L同時(shí)向電容C充電，并向負(fù)載提供能量。圖3.1boost斬波電路主電路圖首先假設(shè)電感L值很大，電容C值也很大。當(dāng)V-G為高電平時(shí)，Q1導(dǎo)通，12V電源向L充電，充電基本恒定為,同時(shí)電容C上的電壓向負(fù)載R供電，因C值很大，基本保持輸出電壓為恒值，記為。設(shè)V處于通態(tài)的時(shí)間為，此階段電感L上積儲(chǔ)的能量為。當(dāng)V處于段態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電，并向負(fù)載R提供能量。設(shè)V處于段態(tài)的時(shí)間為，則在此期間電感L釋放的能量為。當(dāng)電路工作于穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中電感L積儲(chǔ)的能量于釋放的能量相等，即（1-1）化簡(jiǎn)得（1-2）上式中的，輸出電壓高于電源電壓。式（1-1）中為升壓比，調(diào)節(jié)其大小即可改變輸出電壓的大小。3.1.2數(shù)量關(guān)系設(shè)V通態(tài)的時(shí)間為t，此階段L上積蓄的能量為：EIT設(shè)V斷態(tài)的時(shí)間為t，則此期間電感L釋放能量為：（E-E）IT穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等：（1-3）T/t>1，輸出電壓高于電源電壓，故為升壓斬波電路。T/t－升壓比;升壓比的倒數(shù)記為β，即β=。又因?yàn)棣?β=1。所以：U=E=E（1-4）電壓升高得原因：電感L儲(chǔ)能使電壓泵升的作用，電容C可將輸出電壓保持住。3.2boost斬波電路3.2.1boost斬波電路原理圖3.2用于直接電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路圖通常用于直流電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)時(shí)把電能回饋給直流電源,實(shí)際L值不可能為無(wú)窮大，因此有電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作狀態(tài)電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于圖3.2中的電源，此時(shí)直流電源相當(dāng)于圖3.1中的負(fù)載。由于直流電源的電壓基本是恒定的，因此不必并聯(lián)電容器。基于“分段線性”的思想進(jìn)行解析V處于通態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i1，得下式（3-1）式中R為電機(jī)電樞回路電阻與線路電阻之和。設(shè)i1的初值為I10，解上式得（3-2）當(dāng)V處于斷態(tài)時(shí)，設(shè)電動(dòng)機(jī)電樞電流為i2，得下式：（3-3）設(shè)i2的初值為I20，解上式得：（3-4）用于直流電動(dòng)機(jī)回饋能量的升壓斬波電路波形：圖3.3電流連續(xù)升壓斬波電路波形圖3.4電流斷續(xù)升壓斬波電路波形當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，從圖3.3的電流波形可看出，t=ton時(shí)刻i1=I20，t=toff時(shí)刻i2=I10，由此可得：（3-5）（3-6）把上面兩式用泰勒級(jí)數(shù)線性近似，得（3-7）該式表示了L為無(wú)窮大時(shí)電樞電流的平均值Io，即（3-8）對(duì)電流斷續(xù)工作狀態(tài)的進(jìn)一步分析可得出：電流連續(xù)的條件為（3-9）根據(jù)此式可對(duì)電路的工作狀態(tài)作出判斷。3.2.2boost斬波電路的應(yīng)用由于直流斬波器具有調(diào)壓、調(diào)磁等作用，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域之一是直流電機(jī)的調(diào)速。直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于電樞電壓及磁場(chǎng)的大小，通過(guò)直流斬波器的調(diào)壓作用，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的電樞電壓，達(dá)到調(diào)速的目的。另外，通過(guò)直流斬波器的調(diào)磁作用，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的磁場(chǎng)及勵(lì)磁電流，也可以達(dá)到調(diào)速的目的。直流電機(jī)調(diào)速在地鐵、城市無(wú)軌電車、電動(dòng)汽車等運(yùn)輸車輛上得到了廣泛的應(yīng)用。直流斬波器的另一應(yīng)用領(lǐng)域是直流供電電源。在各種應(yīng)用場(chǎng)合中，不同用電設(shè)備所需要的直流供電電壓的等級(jí)不同，采用直流斬波器可以將單一的、不穩(wěn)定的直流輸入電壓變換成負(fù)載所需要的穩(wěn)定的、不同電壓等級(jí)的直流供電電壓，因?yàn)橹绷鲾夭ㄆ鞴ぷ髟陂_(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此這種類型的直流供電電源也稱為開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)電源在計(jì)算機(jī)、通信等各個(gè)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。總之，直流斬波器廣泛應(yīng)用于直流電機(jī)調(diào)速、開(kāi)關(guān)電源、直流電壓隔離等各個(gè)領(lǐng)域中。3.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求3.3.1設(shè)計(jì)的要求1．直流輸入電壓：Ud=50V；2．輸出功率：500w；3．直流輸入電壓：10-100V之間3.3.2輸出值的計(jì)算由電路原理分析可知：考慮10的裕量:3.4仿真3.4.1主電路工作原理主電路原理圖如圖3.5所示其工作原理，前言中已說(shuō)明，這里再補(bǔ)充說(shuō)明電路中的幾個(gè)模塊。IGBT用理想的方波發(fā)生器觸發(fā)，周期設(shè)為0.0001s，最大值設(shè)為10V，通過(guò)調(diào)占空比來(lái)調(diào)輸出電壓。其保護(hù)電路，觸發(fā)電路將在protel中實(shí)現(xiàn)。示波器用來(lái)觀察電感電流，電源電壓波形和負(fù)載電壓輸出波形。圖3.5主電路原理圖占空比為30%，電感為27eH,電容為375eF,電阻為81：3.4.2脈沖、電感電流和負(fù)載電壓仿真圖圖3.6脈沖、電感電流和負(fù)載電壓仿真圖1占空比為40%，電感為27eH,電容為375eF,電阻為81：圖3.7脈沖、電感電流和負(fù)載電壓仿真圖2占空比為50%，電感為27eH,電容為375eF,電阻為81：圖3.8脈沖、電感電流和負(fù)載電壓仿真圖3第四章最大功率點(diǎn)跟蹤算法的研究光伏發(fā)電具有無(wú)污染、無(wú)噪音、取之不盡、用之不竭等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越來(lái)受到關(guān)注，在未來(lái)的供電系統(tǒng)中占有重要的地位。在前一章中提到光伏發(fā)電存在的問(wèn)題是光伏電池的輸出特性受外界環(huán)境影響大，電池表面溫度和日照強(qiáng)度的變化都可以導(dǎo)致輸出特性發(fā)生較大的變化。并且，光伏電池轉(zhuǎn)換效率低、價(jià)格昂貴。初期投入較大。因此，充分利用光伏電池所產(chǎn)生的能量是光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本要求。要解決此問(wèn)題可在光伏電池與負(fù)載間加入最大功率點(diǎn)跟蹤裝置，使光伏電池始終能夠輸出其最大功率，以提高太陽(yáng)能的利用率。在最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)中，確立一個(gè)好的算法是其中的關(guān)鍵，在智能控制發(fā)展的如火如茶的今天，利用智能控制方法上的模糊性，自適應(yīng)性來(lái)對(duì)非線性、不確定性的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行控制，無(wú)疑是一個(gè)很好的選擇。4．1光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤根據(jù)上一章中光伏電池模型，給定溫度和光照可以得到如圖3．1光伏電池在一定溫度、日照強(qiáng)度下的輸出特性示意圖，(a)光伏電池的輸出電流與輸出電壓關(guān)系圖；(b)光伏電池的輸出功率與輸出電壓關(guān)系圖。圖4.1（a）光伏電池I-V關(guān)系圖圖4.1（b）光伏電池P-V關(guān)系圖從圖4．1可以看出，在一定的溫度和日照強(qiáng)度下，光伏電池的輸出電壓和輸出電流之間具有非線性的關(guān)系，并且具有唯一的最大功率點(diǎn)MPP(MaximumPowerPoint)。在光伏系統(tǒng)中，通常要求光伏電池的輸出功率保持在最大，即光伏電池工作在最大功率點(diǎn)，從而提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到充分利用太陽(yáng)能的目的。然而當(dāng)電池表面溫度或日照強(qiáng)度等因素發(fā)生變化時(shí)，最大功率點(diǎn)也會(huì)發(fā)生漂移，并且這些外界因素又是因地區(qū)而異，有時(shí)甚至是瞬息萬(wàn)變的。因此，如何在時(shí)刻變化外界環(huán)境下，使光伏電池維持在最大功率點(diǎn)處，成為光伏系統(tǒng)中一個(gè)急需解決而又非常重要的問(wèn)題。對(duì)于電阻型負(fù)載，其負(fù)載線與I-V曲線的交叉點(diǎn)決定了光伏電池的工作點(diǎn)。不同的負(fù)載RL決定了不同的工作點(diǎn)。因此在不同的溫度、日照強(qiáng)度條件下，當(dāng)最大功率點(diǎn)發(fā)生漂移時(shí)，可通過(guò)調(diào)整負(fù)載使光伏電池重新工作在最大功率點(diǎn)處。最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT(MaximumPowerPointTracking)就是完成以上阻抗匹配的任務(wù)，使得變換后的工作點(diǎn)正好和光伏電池的最大功率點(diǎn)重合，使光伏電池以最大功率輸出。4.2MPPT算法的總體模型上圖所示是MPPT算法的總體模型，我們通過(guò)對(duì)MPPT模塊的替換，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同的MPPT算法進(jìn)行仿真研究。下面是幾種常用算法的仿真。4.2.1開(kāi)路電壓法算法的具體模型其中要把負(fù)載處開(kāi)路4.2.2擾動(dòng)觀察法算法的具體模型4.2.3恒壓控制法算法的具體模型4.2.4波形比較25攝氏度下，3種方法MPPT波形圖比較藍(lán)色曲線：擾動(dòng)法觀擦法黃色曲線：開(kāi)路電壓法紫色曲線：恒壓控制法50攝氏度下，3種方法MPPT波形圖比較藍(lán)色曲線：擾動(dòng)法觀擦法黃色曲線：開(kāi)路電壓法紫色曲線：恒壓控制法4.3各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)4.3.1恒定電壓法缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)精度差，存在嚴(yán)重的功率振蕩，溫度對(duì)光伏電池開(kāi)路電壓的影響較大，測(cè)量開(kāi)路電壓要求光伏陣列斷開(kāi)負(fù)載后再測(cè)量，對(duì)外界條件的適應(yīng)性差，環(huán)境變化時(shí)不能自動(dòng)跟蹤到MPP，造成了能量損失優(yōu)點(diǎn)：控制方法簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，初期投入少。4.3.2開(kāi)路電壓法缺點(diǎn)：如何選擇最佳的比例常數(shù)卻很困難，因?yàn)槭怯晒夥嚵械奈锢硖匦运鶝Q定的，隨太陽(yáng)能電池板日益老化而變化，而且由于測(cè)量開(kāi)路電壓需要將負(fù)載斷開(kāi)，導(dǎo)致存在瞬時(shí)功率損失問(wèn)題。而且系統(tǒng)的功率輸出并不是基于對(duì)光伏陣列輸出功率計(jì)算而得，而是假設(shè)一旦開(kāi)路電壓確定相應(yīng)的最大功率點(diǎn)電壓也就確定了，其功率輸出也就是最大。這樣如果最大功率點(diǎn)的選取不準(zhǔn)確，就會(huì)導(dǎo)致輸出功率并不是最大的功率（從圖中可以看出，比最大攻略略低）。優(yōu)點(diǎn)：方法原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，受溫度變化影響較小。4.3.3擾動(dòng)觀察法缺點(diǎn)：還是存在功率振蕩的現(xiàn)象和受溫度變化的影響。優(yōu)點(diǎn)：提高方法不難實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在被普遍使用，而且跟蹤精度較高，受溫度變化的影響程度不大。4.4擾動(dòng)觀察法的詳細(xì)分析由于擾動(dòng)觀察法的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且需要測(cè)量的參數(shù)較少，被普遍地應(yīng)用在光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤上,所以我們使用擾動(dòng)觀察法作為仿真對(duì)象。其工作原理為測(cè)量當(dāng)前陣列輸出功率，然后在原輸出電壓上增加一個(gè)小電壓分量(或稱之為擾動(dòng))，其輸出功率會(huì)發(fā)生改變，測(cè)量出改變后的功率，比較改變前的即可知道功率變化的方向。如果功率增大就繼續(xù)使用原擾動(dòng)。如果減小則改變?cè)瓟_動(dòng)方向。擾動(dòng)觀察法跟蹤情況示意圖上圖說(shuō)明了這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，假設(shè)工作點(diǎn)在V1處，光伏電池輸出功率為Pl，如果使工作點(diǎn)移到V2=V1+△V，光伏電池輸出功率為P2，然后比較現(xiàn)時(shí)功率P2與記憶功率Pl。因?yàn)镻2>Pl，說(shuō)明輸入信號(hào)差△V使輸出功率變大，工作點(diǎn)位于最大功率值Pmax的左邊，繼續(xù)增大電壓，使工作點(diǎn)繼續(xù)朝右邊即Pmax的方向變化。如果工作點(diǎn)已越過(guò)Pmax到達(dá)V4，此時(shí)若再增加△V，則工作點(diǎn)到達(dá)V5，比較結(jié)果：P5<P4，說(shuō)明工作點(diǎn)在Pmax右邊，需要改變輸入信號(hào)的變化方向，即輸入信號(hào)每次減去△V，再比較現(xiàn)時(shí)功率與記憶功率，就這樣周而復(fù)始地尋找最大功率點(diǎn)Pmax。下圖為擾動(dòng)觀測(cè)法的控制流程圖。4.4.1擾動(dòng)觀察法的具體模型通過(guò)給定溫度20℃，光照通過(guò)timer模塊設(shè)定在600——1000之間進(jìn)行擾動(dòng)變化，通過(guò)搭建boost電路來(lái)直接實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)法的算法。其中通過(guò)PWM脈沖調(diào)試來(lái)改變電壓，實(shí)現(xiàn)波動(dòng)。對(duì)于擾動(dòng)觀察法我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)其算法，如圖PWM模塊基于占空比為升壓式變換器產(chǎn)生脈沖信號(hào)。其中,零階保持器的采樣周期與MPPT仿真模塊周期相同,取在[0.01-0.001]之間?？蓮氖静ㄆ饔^測(cè)仿真結(jié)果。4.4.2仿真結(jié)果采用變步長(zhǎng)的ode23tb(stiff/TR-BDF2)仿真,最小步長(zhǎng)與最大步長(zhǎng)自動(dòng)調(diào)節(jié),相對(duì)誤差允許范圍為1×10-3,絕對(duì)誤差范圍為自動(dòng)調(diào)節(jié)。從0秒開(kāi)始仿真,仿真時(shí)間設(shè)為0.1秒。同時(shí),最大功率點(diǎn)跟蹤控制模塊的采樣周期與脈寬調(diào)制模塊的采樣周期相同,都取為0.001。太陽(yáng)能光伏陣輸入日照取100W/m2,電池溫度為在25℃。設(shè)置好各