1. 研究目的与意义
随着世界经济的快速发展，对能源的需求变得越来越大。目前，世界各国多以石油、天然气和煤炭作为主要能源，但能源的日益枯竭与环境污染的日益突出，新能源的研发和使用变得十分重要。而太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、经济环保、便于利用的优点。因此，太阳能的开发使用越来越受到人们的重视。光伏发电系统主要由光伏电池板、变换器、控制器、蓄电池和负载等构成。由于光伏电池板所转化的电能与光照强度有关，而光照强度在一天中的变化很大，所以其转化的电能很难直接供给负载使用，这就需要由电力电子器件构成的变换器对电能进行变换。在光伏并网系统中，直流变换器用于调节光伏阵列的工作电压，实现对光伏阵列最大功率的跟踪，是整个系统不可缺少的部分。本文主要对光伏发电直流变换电路进行介绍和研究。
2. 课题关键问题和重难点
本课题的关键点是对直流变换器的选择以及最大功率点跟踪的控制算法选择。
不同的直流变换器件在相同条件下性能有所不同，本文的目的是设计一个高性能的直流变换电路，因此合适的直流变换器十分重要。
在变换电路中，器件的特性，变换器的特点，驱动电路、启动电路等程序的设计也至关重要。
3. 国内外研究现状（文献综述）
直流变换器是依靠半导体开关器件的开关动作，将一种电压的直流电变换为另一种或几种电压的直流电的设备。直流变化电路拓扑由非隔离型和隔离型两种，非隔离型的即直流斩波器，隔离型的即开关型DC/DC变换器。这些器件的作用是实现直流电的变换。直流斩波器是中间不经过交流环节直接进行直流交换的装置，具体电路有：Buck型变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器以及Cuk变换器。开关DC/DC变换器通过开关动作将直流电先变为交流电，然后使用变压器对交流电进行变压，最后将交流电整流为直流电，具体电路有：正激变换器、反激变换器、推挽变换器以及桥式变换器[1]。
在光伏发电中，DC/DC变换器需要实现不同的功能，即不仅将直流电压变换到匹配的直流电压，还要能实现太阳能电池阵列最大功率点跟踪[2-7]。实现DC/DC变换器升压和稳压需要使用MPPT（太阳能电池阵列最大功率点跟踪）控制器及PWM控制器。MPPT控制器是光伏发电系统中至关重要的一个环节，通常是为了保证光伏电池的输出功率保持在最大，即光伏电池在最大功率点处工作。而只有使用DC/DC变换器实现负载的动态变化，才能保证光伏电池工作在最大功率点处。在实现DC/DC变换器的升压和稳压研究中，通过仿真实验，证实MPPT控制器的有效性。PWM控制器是对电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来替代正弦波或所需要的波形。将MPPT的输出作为PWM控制器的输入进行仿真，得到通过将MPPT控制器与PWM控制器结合的控制方法，可以实现DC/DC变换器实现稳压和升压的结论。
对于太阳能电池阵列的最大功率点跟踪（MPPT）的重要性以及仿真算法[8-9]，本文进行了简单的介绍。在任何温度和太阳能光辐射强度下，太阳能电池总有一个最大功率点，随着温度或者辐射强度的变化，太阳能电池的最大功率点也在不停的变化，最大功率点跟踪的目的就是为了使太阳能电池工作在最大功率点即电池的额定功率上。常用的MPPT实现方法有：定电压跟踪法、功率回授法、扰动观察法以及电导增量法，目前在此基础上，算法也在不停的改进，有了纹波控制技术以及变步长的电导增量法。文献通过对不同算法的比较分析与仿真，得出了各种算法的优劣性。探讨了利用直流变换器实现太阳能最大功率点的跟踪，并在结论的基础上提出了新的算法，改善了最大功率点的跟踪性能。文献的工作为后续的光伏发电直流变换器的系统设计和软硬件设计提供了理论基础。
4. 研究方案
本文选用Boost变换器。由于太阳能的能量密度低，因而要求电力电子变换装置的主电路拓扑结构应该尽量简单，以提高整个系统的效率。Boost变换器的变换环节少，效率高，且其驱动电路设计方便。因此，与其他类型的变换器相比，Boost变换器更适合作为光伏系统的直流变换器。MPPT选用电导增量法，在辐射强度剧烈变化变化且不受硬件条件制约的情况下，电导增量法与扰动观测法相比，跟踪效果更好。
5. 工作计划
第1周：查阅和研读大量中英文资料，英文资料的翻译；
第2周：开题报告；
第3周：开题报告；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
