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随着经济的快速发展与世界人口的增长,有限的煤、石油、天然气等化石能源已经无法满足人类的发展需要,能源问题逐渐凸显出來,为了避免能源危机出现,必须大力开发可再生的新能源。太阳能是多种可再生能源之一,具有取之不尽、干净绿色的特点,而光伏发电是太阳能利用的主要趋势。 首先,本文分析了目前光伏发电的研究背景和国内外现状及发展趋势,介绍了独立光伏发电系统的各个组成部分及工作原理。通过光伏电池的P-V和I-V特性曲线,说明了温度、光照强度对光伏电池输出特性的影响。分析了光伏系统MPPT的基本原理,通过对几种传统MPPT算法优缺点的分析,选择了一种适合本系统的算法及其改进后的算法进行仿真分析及比较,结果显示改进后的算法可以有效的减少在外界光照发生变化时系统所产生的功率误判现象以及系统的稳定性。 其次,分析了几种常用的DC-DC变换电路,针对光伏电池的特性,选取Boost变换电路并对基于其进行三种Matlab仿真方法分析和比较,理论和实际取得了良好的一致性。 再次,以国内某公司一款电池的参数作为依据,基于Matlab/Simulink环境,应用Simulink嵌入函数建立了光伏电池板的仿真模型,仿真分析结果表明电池的输出特性曲线与厂家提供的参数相吻合。通过改变外界参数对光伏电池进行了动态仿真,光伏电池的最大输出功率会随外部环境如光照度、温度变化而变化,而在每一种环境条件下都有唯一最大功率输出点,选择扰动观察法及改进后的变步长扰动观察法对其进行MPPT算法仿真,并对其曲线进行分析,结果表明基于变步长扰动观察法的MPPT控制具有良好的动态性和稳态性。 最后,在理论分析的基础上,本文选取了美国TI公司的DSP处理控制芯片TMS320F2812作为光伏发电系统最大功率点跟踪的核心控制芯片,其控制硬件电路包括Boost变换电路、MOSFET驱动和缓冲电路、直流信号采样电路及辅助电源、复位电路等。 本文为光伏发电系统的最大功率点跟踪技术的理论研究提供了一个仿真平台。