基于粒子群算法的MPPT技术的研究(2)
5.3.2仿真结果以及分析 30
6 总结 31
致 谢 32
参考文献 33
1绪论
1.1论文研究意义及背景
当世界正在从工业社会向低碳社会，怎样才能成功转型和发展绿色能源已经成为当今社会一个主要的问题。太阳能光伏发电由于可以循环使用可再生，不造成环境污染等特点，使其能在全世界绿色能源的舞台中占有一席之地。
人类一直想要尝试高效的利用光伏发电，太阳能电池和光伏转换控制技术是问题的关键。提高光伏发电系统效率的核心就是MPPT这种技能[1]。怎样才能实现这种方法就成为了目前研究工作的难点以及重点。因此，研究和应用最大功率点跟踪技术，无论是在理论领域还是现实生活中，都具有跨时代的意义。
MPPT技术是一门综合技术，包括光伏阵列技术，建模优化技术，电力电子技术和现代控制技术。人们在使用光伏发电时，虽然已经有了使用最大功率点追踪技术意识，但是在现实中实现时，仍然存在着许多问题，由此可得，对MPPT技术进行体系化的归纳总结改进十分必要。
户用离网系统、非户用离网系统、分布式并网系统和集中式并网系统是目前的四种常见的光伏发电系统形式。光伏并网发电体系在近十年来发展迅猛。图1.1显示了截止至2011年的全球光伏系统的总体安装量。欧盟预测在2008至2015年之间，会出现全球光伏电池组件计划产能增长的最高峰，全球产能将截止至2012年已经达到54GW，如图1.2所示。其中，中国占32%、欧洲占20%、日本占12%。可见，在太阳能光伏产业这一领域，尤其是光伏电池组件生产行业中，中国作为世界工厂，扮演了十分重要的角色。在上世纪末迅速崛起的中国太阳能光伏产业，与光伏电池制造业的成长没有达到平衡，主要表现在：①中国已经是世界光伏电池的三大生产国之一，2008 年时2.4GW的生产能力站到了全世界的32%。②从2000年至2009年，我国光伏发电设备总容量在增长率方面十分可观，但总容量依然仅有160MW，只占全球-装机总容量的2.4%。中国政府为了推动全国光伏产品应用市场推出了《国家能源发展规划》等政策，规定了2010—2020年重点发展领域为：偏远地区的无电可用问题，通过建设户用光伏系统或小型电站来解决；在大中型较发达的城市建设屋顶太阳能发电设施。在《中华人民共和国可再生能源法及其实施细则》，明确规定发展光伏的三条主要原则：对可再生能源项目产生的上网电量全都收购，而只加收微薄的利润；在全网中分摊上网电价的差额。以外国发达国家的经验为蓝本，这些政策将极大地推动我国国内光伏产业的发上网电量价格发展。
世界光伏发电装置累计安装量
我国光伏电装置装机量
1.2 MPPT技术研究现状
1.3本文主要工作
本文主要目的是通过粒子群MPPT技术来提升光伏电池的输出效率。介绍了光伏发电的现状和未来前景，通过学习光伏电池的工作原理和数学模型，得到了光伏电池的伏安特性曲线、功率-电压曲线。介绍了最大功率点追踪技术的原理和数学模型，介绍了几种常用的最大功率点跟踪方法，分析了其优点和不足。采用粒子群算法进行MPPT技术，通过数学迭代的方式，能够实现函数的寻优过程，运算高效且不会产生波动。将种群中的粒子进行一定次数的迭代，再将这些结果进行比较筛选，挑选出自己最终需要的最优解。将上述方法与光伏发电系统相结合，并通过仿真软件证明此方法确实可行有效。
2光伏电池特性的研究
大规模的光伏发电不仅实现了保护环境目的，同时对解决能源短缺问题具有重要意义。光伏发电这种将太阳能转化为电能的方法，使全世界各国关注了起来。它具有体积小、重量轻、寿命长的优点，使用也比较简单，同时抗振动、抗冲击能力也较强。光伏电池是产生最少污染、最清洁的电池种类之一。因此，研究学者愈发的重视对光伏电池的建设与研究。