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4.7本章小结.33
5系统仿真分析34
5.1光伏组件模型的仿真分析..34
5.2Boost升压环节仿真分析..37
5.3全桥DC-DC升压变换环节仿真分析38
5.4含MPPT的前级DC-DC变换器的仿真分析.41
5.5本章小结.44
6系统软件设计..45
6.1软件设计方案45
6.2信号采样子程序.46
6.3MPPT子程序.49
6.4PWM输出子程序.50
6.5本章小结.51
7实验与调试.52
7.1原理样机的搭建.52
7.2实验结果分析53
7.3本章小结.55
结论.56
致谢.57
参考文献58
1 绪论 1.1 课题背景和意义 能源是人类生活的基础,是社会经济生产的动力。伴随着全球传统能源日趋紧张、矿藏资源日益减少，能源危机逐渐成为人们关注的内容。据目前所探明的储量和消费量计算，化170 石能源可供全世界大约消费 年，其中，石油将在 40年耗尽，天然气将在 65年用光，煤炭的可开采年限只有155 年，铀的可开采年限则只剩下 85年[1]。鉴于这样的现状，亟待对诸如风能、太阳能、潮汐能、生物质能等新能源进行开发和利用。 作为新能源的形式之一，太阳能具有取之不尽、用之不竭的特点，且清洁无污染，是未来能源的最好选择之一。目前，太阳能利用技术很丰富，主要有两个发展方向：太阳能热利用、太阳能电利用。太阳能电利用即太阳能发电，有两种基本形式：太阳能光发电和太阳能 热发电。不经过热过程将太阳光的能量直接转换成电能的利用方式称为太阳能光发电，目前得到实际应用的是光伏发电[2]。光伏发电技术被人们认为是当前世界上前景最为广阔的新能源利用技术，加快光伏发电技术的发展对解决能源危机举足轻重。 1.2 光伏发电现状 1954年，美国的PEASON 等三位科学家研制成单晶硅光伏电池，实用的光伏发电技术自此诞生。自20 80 世纪 年代以来，光伏电池的种类不断增多，光伏发电产业发展迅速，30%~40% 年增长率达。截至2008年，世界范围内的光伏发电系统安装总量累计已达15GW。光伏发电技术的应用普遍受到重视。 最早制定光伏发电计划的国家是美国，其早在1997年就提出了“百万屋顶”计划。日本于1992年启动新阳光计划，截至2003年其国内光伏组件的产量已50% 占世界总产量的。德国是继日本后光伏发电产业发展最快的国家，其以法律的形式规定了光伏发电上网电价，极大地推动了光伏发电产业在该国的发展。 [1] 国内对光伏发电的研究和应用起步较晚，1980年后政府才加大对光伏发电的支持力度。据中国有色金属工业协会硅业分会统计，在2002年至2010年的8年里，我国光伏发电装机容量由20.3MW增至500MW，增长了23.6倍，年均增长率达49 3 ． ％；光伏发电系统总容量从45MW增加到了797.5 MW，增加了16.7倍。据水利水电规划总院的统计，截至2012年底，中国光伏发电总容量已达7982.68 MW，总容量超越了美国，占据世界第三。至2013年上半年，我国光伏发电总装机容量已10.77GW 达到，其中大型光伏电站50.97% 占，分布式光伏发电系统49.03% 占。[3] 由于光伏发电成本一时仍难降下来，光伏发电上网电价仍旧很高。文献[4]指出，我国光伏发电的发展将经历 3 个发展阶段：政策补贴发展阶段、大规模分布式光伏发电并网应用阶段、大规模分布式并网就地应用阶段。可以预见，伴随着智慧城市概念的提出以及城市用地的紧张，分布式光伏发电系统未来在城市智能建筑上将得到广泛应用。