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休眠粒子群算法在光伏发电系统MPPT控制中的应用
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目录第一章绪论11.1研究背景和意义11.2发展前景21.3光伏发电系统需要解决的问题41.4论文主要研究内容5第二章最大功率点跟踪技术简介62.1光伏电池建模62.2光伏组件输出特性82.2.1无遮阴情况82.2.2复杂遮阴情况92.3MPPT控制策略102.3.1扰动观察法112.3.2电导增量法132.3.3二步法142.4本章小结16第三章改进粒子群算法的研究与应用173.1粒子群算法简介173.2休眠粒子群算法203.3参数选取233.3.1粒子数目233.3.2粒子搜索顺序243.3.3V选择26max3.4双算法MPPT控制模型263.5本章小结28第四章最大功率点跟踪系统仿真294.1仿真电路294.2用于仿真的特性曲线314.3双算法模型的参数选择324.4仿真结果与分析334.5本章小结35第五章系统硬件电路设计与实现375.1系统总体设计375.2各部分电路设计385.2.1Boost电路参数选择385.2.2数据采样电路设计405.2.3驱动电路设计415.3实验结果与分析415.4本章小结43第六章总结与展望446.1总结446.2展望45参考文献46发表论文和参加科研情况说明51致谢52第一章绪论第一章绪论1.1研究背景和意义早在19世纪30年代后期，法国著名科学家贝克雷尔（Becqurel）在实验过程中发现，半导体材料在一定光线照射下，不同部位之间会生成电势差。此后这种光生电势差现象就被称为“光伏效应”。光伏效应是现代光伏发电产业的基础，1954年美国科学家恰宾（Charbin）和皮尔松（Pearson）就是应用光伏效应的原理在贝尔实验室使用半导体硅材料成功制造出来了第一块太阳能电池，也是其于此，光伏发电技术才真正的走出了理论实验，逐渐形成了新能源领域最具代表性的太阳能发电产业。多个发达国家先后投入巨大的科研精力，制定多个国家级计划开展研究，开发太阳能发电技术。20世纪70年代可以说是光伏产业的形成期，其中，1974年日本为发展新能源和可再生能源而制订的国家计划——日本阳光计划（SunshineProject），尤为突出。进入20世纪80年代，光伏发电产业迅猛发展，多种类型的太阳能电池不断被研发制造，适用范围也在不断扩大。20世纪90年代是光伏产业的成长期，德国率先提出并开展国家级计划“一千屋顶计划”，在之后几年逐渐完成了数千套屋顶太阳能发电系统，至1998年再度推出了“十万屋顶计划”，光伏发电装机容量进一步扩大。在1997年，美国政府也提出并实施“百万太阳能屋顶计划”，到2010年已安装超过100万套屋顶太阳能发电系统，总安装光伏容量达到了3GW。2004年，美国提出了“我们太阳电力的未来：2030及更久远的美国光伏工业线路图”。中国的光伏发电产业起步较晚，直到20世纪80年代，政府才开始逐渐加大对光伏发电相关技术研发和设备制造的投资和支持，其中有一些比较标志性的举动，先是引进了5MW的光伏电池整套生产线，在此基础上逐渐形成了中国光伏发电产业；再是2002年国家发改委提出并启动了“光明工程”，重点发展太阳能光伏发电，极大拉动国内光伏产业市场的需求。2009年开始，政府再次推出了两个示范工程：金太阳示范工程和太阳能光伏发电建筑示范工程。据《世界能源统计回顾2011》的报告数据显示，从1996年到2010年，中国光伏发电装机容量从1MW增加到893MW，增长了890倍，年均增长62.5%。根据国家能源局公布的数据显示，2013年中国新增光伏发电装机容量12.9GW，其中分布式光伏发电系统0.8GW，光伏电站12.1GW，全年累计并网运行光伏发电装机容量19.4GW，其中光伏电站16.3GW，分布式光伏发电系统1第一章绪论3.1GW，全年累计光伏发电量9000GWoh。至2013年底，大型的光伏发电项目一共累计并网的有741座，分布在以西北地区为主的22个省、自治区、直辖市等。其中甘肃省、青海省和新疆自治区的累计光伏装机容量占到了全国各省前三，分别为4.32GW、3.10GW和2.57GW，容量之和已经超过了全国光伏电站总量的一半。中国能源局公布的《2014年上半年光伏发电简况》显示，2014年上半年，新增光伏发电电站233座，其并网容量达到2.30GW，新增分布式电站99座，其并网容量达到1.0GW，全国总计增加光伏发电项目332个，总计并网容量为3.30GW，同比增长了约100%。进入21世纪以后，太阳能光伏发电产业的发展进入了成熟期，应用领域不断扩宽，尤其是在民用建筑、设计行业、船舶、城市交通、照明、通信等服务行业等。比如2008年深圳国家园林花卉博览园就拥有1MW的并网光伏电站，国家鸟巢体育馆则拥有100kW并网光伏电站，上海世博会园区的中国馆和主题馆拥有着国内首屈一指的光伏建筑一体化发电并网
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