摘要：能源是人类生产和社会发展重要基础。对于能源的开发和利用一直是人类文明进步中非常重要的一环。对传统的化石能源的过度开采和使用已经导致了一系列的环境问题，威胁到了人类的可持续发展。对新能源进行开发是整个社会的焦点，太阳能作为一种可再生的清洁能源已经成为当今研究热点，科学家们在太阳能电池的研究上也有了重大的突破，如何实现太阳能电池的最大功率是一项非常有价值的研究。

本文首先介绍了光伏电池的结构然后对其工作原理进行了详细的解释，在Matlab中搭建光伏电池物理仿真模型，并对其输出功率规律及最大功率点变化进行总结。选择符合实验要求的DC/DC变换电路，并完成对电路参数的选型。了解MPPT算法的原理过程，并对几种常见算法的工作原理进行分析，构建对应的流程图。在传统扰动观察法的基础上进行改进，提出了变步长扰动观察法。对算法进行仿真验证，分析其响应速度和追踪精度，对其优缺点进行比较。

关键词：光伏电池建模，最大功率跟踪，变步长扰动控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景及研究意义-1

1.2 国内外光伏发电产业的发展-2

1.3 最大功率点跟踪研究现状-3

1.4 本文的主要研究内容-4

2 光伏电池工作原理及模型-5

2.1 光伏电池的结构及工作原理-5

2.2 光伏电池的等效电路-5

2.3 光伏阵列工程仿真模型建立-6

2.4 光伏电池的仿真-8

2.5 光伏电池输出特性分析-10

2.6 本章小结-12

3 光伏电池最大功率点控制方法-13

3.1 MPPT算法原理-13

3.2 恒定电压法-13

3.3 扰动观察法-15

3.4 电导增量法-16

3.5 滑模控制法-18

3.6 改进的扰动观察法-20

3.7 本章小结-21

4 光伏发电系统Matlab仿真模型建立-22

4.1 DC/DC变换电路的选取-22

4.2 Boost电路原理-22

4.3 Boost变换器参数选择-23

4.4 光伏发电系统Matlab仿真模型-25

4.5 本章小结-25

5 MPPT控制方法仿真-27

5.1 恒定电压法仿真-27

5.2 扰动观察法仿真-27

5.3 电导增量法仿真-30

5.4 变步长扰动观察法仿真-32

5.5 滑模控制法仿真-33

5.6 本章小结-33

6 总结与展望-35

6.1工作总结-35

6.2工作展望-35

致谢-37

参考文献-38