赵民外文翻译

1、理工学院毕业设计外文资料翻译专 业： 电气工程及自动化 姓 名： 赵民 学 号： 10L0851276 外文出处： India Conference (INDICON) (用外文写) 2011 Annual IEEE 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日附件1：外文资料翻译译文基于单片机对太阳能光伏组件MPPT算法的实现摘要：最大功率点跟踪(MPPT)算法广泛应用于控制技术,改变电气装置的工作点使太阳能电池方阵运行在最大功率点。由于太阳能电池具有非线性的I-V 特性，以至于PV模块的效率非常低，而且输出功率取决于太阳辐照度和方阵表面温度。另外，由于

2、不匹配的能源和负载，损失了一大部分功率。因此，为了使太阳能电池方阵获取最大的输出功率，设计了最大功率点跟踪技术。本文是关于一种新型的成本效益和效率，基于单片机系统的MPPT太阳能光伏系统，以确保最大功率点运行在所有瞬息万变的环境条件。所提出的控制器方案，在其最大可能值采用PWM技术调节升压器的输出功率，同时控制电池的充电过程。参数提取，模型评估和升压转换器的分析证明要使用MATLAB/ Simulink模型。关键词：MPPT算法，光伏组件，单片机，PWM技术，升压转换器。1.引言可再生能源特别是太阳能光伏发电被认为是重要的未来替代能源,因为在太阳能电池和功率方面，有关电子变流技术以降低成本和提

3、高系统效率的大量研究，使太阳能光伏发电极具重要性。太阳能光伏发电系统有两个内在的主要问题。第一种是低转化效率（1016的效率，对市售非晶硅太阳能电池），第二是存在高度非线性的I-V特性。由于太阳能电池的特性依赖温度和太阳辐射水平，使问题变得更糟糕1。进一步，由于太阳能电池工作点和最大功率点之间的不匹配，使得太阳能电池的功率不能被充分转换利用2。为了获得最大的能源，光伏发电系统必须能够随辐照度和温度变化来跟踪太阳能电池板唯一的最大功率点。一个MPPT是一种电源电子的DC / DC转换器插入光伏组件和负载之间实现最佳匹配。通过使用智能算法，它确保了光伏组件始终工作在其最大功率点。几个MPPT算法已

4、出现在不同的文献中像扰动观察法、增量电导法、恒定电压法、恒定电流法和模糊算法3。这些技术区别在许多方面，如复杂性，收敛速度，硬件实现，传感器需要，成本，有效性范围和需要的参数。不同的转换器拓扑结构像降压，升压，降压 - 升压和CUK转换器实施MPPT的设计。升压转换器能以最高的效率跟踪MPP和可用于大范围的输入电压工作2。在本文中升压转换器的占空比是由PWM信号控制的，从单片机实现增量电导算法。在MATLAB/ Simulink软件中实现该模型，控制技术进一步为硬件的实施提高了效率。2. MATLAB建模和验证太阳能电池用MATLAB对一个简单的模型进行建模和模拟。简单的光伏电池是由代表相关的

5、电流源（ISC）反并联有二极管由电流Id和一个串联电阻中的电流来驱动通过半导体材料，金属网格，接触路径和集流总线4,5。二极管的存在确定了太阳能电池的输出VI特性。并联电阻值很大，通过并联内在装置的漏电流很小，所以其影响非常小，并可以忽略不计不同算法被用于跟踪最大功率点5,6。其中太阳能电池特性方程主要有： (1) (2) (3) (4) (5) (6)图1：MATLAB仿真电路 光伏模块选择MATLAB仿真由36个系列和多晶硅太阳能电池提供了135 w的额定功率。表一给出了电气规范中所必需的电池/组件建模：序号电气规格1最大功率电压17.8V2最大功率电流7.58V3开路电压22.3V4短路

6、电流8.22A3. MPPT算法和升压转换器MPPT通过不断跟踪变化的最大功率操作点来优化太阳能电池的功率输出，并调整所述太阳能电池板的工作电压。不同算法被用于跟踪最大功率点3,4。本文增量电导基于算法实现，因为它易于数字实现，快速响应和有效性。增量电导算法是基于光伏发电分布式电压和最大功率点P-V曲线斜率为零的条件。从太阳能光伏电池板的输出功率为：P = VI（其中P表示组件功率，V表示模块电压和I表示模块的电流）。图2表示模拟电路的升压转换器，它是通过有单片机产生的PWM信号来控制基本元件的选择。图3表示未遮蔽的太阳能光伏模块，通过Algo的辅助给出了IMPP和VMPP：如图4所示，框图给

7、出了太阳能光伏发电模型完整的模拟标记：4.完整的MPPT仿真模型如图4利用MATLAB设计MPPT模型。光伏阵列被作为电流和电压源，用于不同的测量。第一块是SSL太阳能光伏组件，在规定的温度和辐照条件下，用于测量面板理论的最大功率。控制面板的程序被写入集成电路MPPT的Algo块。这一块是用于分析最大功率，可以采用合适的算法从面板中提取。对于目前的工作增量电导算法用于从阵列中提取最大功率。IMPP和VMPP是升压转换器的输入参数。通过占空比的变化来控制输出电压是必须的。手动开关被用于太阳能电池板和负载。从太阳能电池板理论最大负载功率图中，可以看出太阳能电流值和负载电流值，功率可以从面板下直接耦

8、合输出，并可以使用MPPT提取最大功率。太阳能面板最大输出功率由MPPT提供。升压转换器将会增加输入直流电压的水平。5.仿真结果与讨论在表1所示的数字模拟数据给出了光伏面板由于MPPT增加的功率。理论最大能量1170.45瓦，MPPT能量1076.81瓦，传送到负载的能量1022.96瓦，所以在没有MPPT的情况下一天会损失53.58的能量。如果在阴天，损失还会增加。能量模拟数据（W）理论最大能量1170.45MPPT能量1076.81传到负载能量1022.96损失能量53.58A. 高频率升压转换器：设计升压转换器工作在高频率（31千赫）通过来自单片机PWM信号来控制。占空比由单片机根据温度

9、和日照水平而改变。单片机尝试最大限度地从太阳能电池板的输出瓦特控制所述升压比以保持太阳能电池板始终工作在其最大功率点。B.单片机：通过A/D端口读出太阳能电池板的电压和电流，由单片机控制和计算出所产生的太阳瓦特。它还以相同的方式计算负载侧的电压和电流，并且发送相应的控制信号到转换器，以此来控制占空比的增加，相应地减少或关闭转换器。C.电压和电流传感器：PV阵列的电压和电流信号是通过电压电流感测电路来检测的。充当传感电路传感器，转换电流读数为电压信号使单片机可以理解和处理这些信息执行PWMs.使用一个简单的分压器网络传感器来检测电压和霍尔效应的线性电流。D.电源：用于单片机和其他外围设备的电源通

10、过合适的调节器取自太阳能电池本身。6.结论 MPPT算法实现使用一个升压转换器设计操作连续导电模式下,使用增量电导法来控制单片机的PWM信号转换器。实验结果表明该系统具有92%这样好的转换效率。即使很小的改进效率可能带来大的储存,如果系统是电网接地连接系统。设计智能MPPT系统从而极大地提高了太阳能光伏的输出功率。观察和分析温度变化的影响，太阳辐射输出功率来设计MPPT。通过最大功率点跟踪系统，将温度和太阳辐射的变化对太阳能电池板传送功率的影响降到最低。根据实际的天气条件，光伏发电系统的每个部分的建模模拟在MATLAB中给出了该系统的可行性。被选择使用的中等复杂的等效电路的太阳能电池模型的模拟

11、，发现是与PV模型良好的匹配。从仿真结果可以发现，在多变的天气条件和寒冷的地方，使用MPPT系统，我们可以更有效的从太阳能面板中提取功率。参考文献：1 Geoff Walker “Evaluating MPPT Converter topologies using aMATLAB PV module,” Journal of Electrical & Electronics Engg Australia; Volume 21, Issue1:2001; 49-552 Roberto faranda, Sonia Leva “Energy comparison of MPPT techniquesfor PV system,” WEASTransction on Power Systems, ISSN: 1790-5060,Issue6, Volume3, June 20083 Messenger, Roger& Jerry Ventre, “Photovoltaic systems Engg”, 2ndEdition, CRC press, 200545 N.Mohan, TM.Undeland, and WP.Robbins,“Power Electronics-Convert