时也是目前世界第二大能源生产国和消费国。中国在能源开发利用方面呈现出些主要特点煤炭成为主要能源之，他的可再性还有开发利用程度比较低。目前世界主要以煤炭还有石油为主要能源物质，并且正在由煤炭为主向汽油为主的的结构快速变化。然而，中国依然还是世界上即为少数几个国家依然以煤炭资源为主。我国的每年能源消耗总量处于递增状态，但是能源利用效率较低。伴随着中国经济规模的不断扩大，中国在能源消费跟开发方面呈持续上升趋势。我国的能源开发利用多数是以内供为主，由于设备科技质量跟不上世界发达国家的标准导致优质量的能源供应不足，再加上浪费严重导致环境污染变本加厉。随着社会发展，能源消费不断提高，石油煤炭的废弃物给大气造成很大的污染，过度开发能源导致生态破坏，环境问题日益严重。这几个环境问题是我国能源开发引起的主要问题，要实现中国的可持续发展就要提高能源的利用率，并加快步伐开发新的环保能源。环境进入世纪，世界经济突飞猛进，各国对能源的需求也日益增多，由于对煤炭石油等不可再生能源的过度开发利用，生态坏境日益严重。伴随着石油煤炭等不可再生能源的濒危缺乏警告，新能源开发问题已经成为国际社会的共同话题，为了走能源的可持续发展道路并保护生态环境，很多新的环保能源相继开发，比如潮汐能风能沼气能还有太阳能，越来越多的国家开始开发新的环保能源并且实施阳光计划。由于太阳能作为可再生能源取之不尽用之不竭，而且对环境无污染等多种优势，各国正在加大力度开发太阳能资源，研发新的科技来开发太阳能资源，因此开发和利用太阳能对于减缓环境污染和替代不可再生能源有着重要意义。太阳能光伏发电技术发展简介太阳能的开发和利用共有四种主要的形式光伏的利用光热的利用光化学的利用和光生物的利用。在应用领域里最重要的是以光伏电池技术为主要核心的太阳能的光伏利用直流交流逆变器逆变器和太阳能光伏变换器等。太阳能控制器是用来为蓄电池提供最佳充电电压和电流，然而其最主要的作用就便是最大功率跟踪的控制。通过控制调节负载的功率，从而改变光伏电池的输出电流和输出电压，光伏电池始终在受外界环境影响的最大功率点附近工作，从而实现输出功率的最大化。当直流输电的升降压变换器在光伏发电系统向配电房输送直流电时，我们需要使用的是升压变换器当蓄电池或者太阳能电池往高压电的用电器输送电时，由于升压输出，所以也要选择升压变换器控制光伏阵列的工作点对蓄电池充电以及负载调节等，通常选用降压变压器。逆变器分为无源式和有源式逆变器两类。在光伏发电系统中，逆变器就是将太阳能光伏阵列和蓄电池提供低压直流电。当逆变器向交流负载提供电能时，用光伏阵列把直流电转化为交流电来实现。在光伏发电系统中，通常把无源式逆变器为交流负载来供电。对于并网光伏发电系统，通常用有源式逆变器，通过开关电路，以方式产生调制的正弦波交流电力。蓄能是光伏发电系统的重要组成部分，所以我们使用的蓄电池，便是光伏发电系统中必不可少的部分。把光伏阵列发出多余的直流电储存起来，供负载使用。太阳能光伏发电利用的优势如今世界范围的能源危机和环境污染迫使我们去寻找新的可再生能源既能替代又能无污染。太阳能作为种新能源，与煤炭石油天然气核能等常规能源相比有如下优点资源丰富。太阳能是用之不竭，取之不尽的可再生能源，可供地球利用量巨大。根据统计，每年辐射到地球表面的能力大约相当于万亿标保准煤炭。据估计，在之前漫长的亿年中，太阳仅消耗了它本身能量的，相比较传统的化石能源相比，太阳能可以说是取之不尽，用之不竭。因此开发和利用太阳能是我们下步开发研究的主要课题，也是人类解决能源污染与能源缺乏的重要途径。分布广泛。虽然世界各地的太阳对地面辐射量存在着差异，每年地表辐射的太阳能力不等，这通常是由于地理位置还有时节的影响。但是与其他能源相比，太阳能可以被世界各地的人利用，分布极为广泛，对于些交通不发达的地区更具有利用价值，而且没必要为能源运输问题考虑节省了很多花费。对于些缺乏石油煤炭的国家来说，太阳能可以给他们解决能源问题。环保无污染。太阳能的开发利用是对太阳辐射到地球表面的能力加以转换，变成电能储存起来，在这个转变过程中几乎不会产生任何污染，而且吸收太阳能的设备也很简洁不会影响环境的美观，对于日益加重的环境污染的今天来说，显得非常可贵。经济性。在之前由于科技落后，太阳能设备昂贵，很多人宁可使用廉价的煤炭石油能源，然而随着世界对环境保护的意识还有科技的进步，太阳能技术得到进步发展，太阳能利用的成本持续降低。很多研究表明，开发太阳能来代替石油煤炭等不可再生能源具有定的经济性，开发太阳能既可以减少能源的消费又可以节省改善被污染环境的费用，从长期的可持续发展道路来看，开发利用太阳能非常经济实惠。光伏发电系统的分类及组成太阳能光伏发电系统按大类可分为光伏发电系统和并网光伏发电系统两类。其中，光伏发电系统也可分为直流光伏发电系统和交流光伏发电系统以及交直混合光伏发电系统，而直流光伏发电系统又可分为图的仿真模型图带有技术的型变换电路逆变环节的电路拓扑结构有很多，例如按输出相数可分为单相逆变器和三相逆变器按逆变器的主电路形式可分为单端式逆变器推挽式逆变器半桥式逆变器和全桥式逆变器按逆变器输出电压或电流的波形分为正弦波输出逆变器和非正弦波输出逆变器按直流电源分为电压源型逆变器和电流源型逆变器，按控制方法分为调频式逆变器和调宽式逆变器。本设计是基于单相太阳能发电逆变控制器的设计，所以采用单相全桥逆变器，且逆变器的输出要适用于普通交流负载，所以选用电压型正弦波逆变电路，全桥电路与半桥电路相比，可以达到更大的功率输出，并且有较好的输出波形，而且要结合单片机为控制芯片的最大跟踪和逆变器控制，最后采用单相全桥电压型逆变电路为环节的电路，如图所示，前级任务是将太阳能阵列输出的直流电压变换成稳定的高压直流电后级任务是完成前级升压后的直流逆变成正弦交流电。其中信号采用正弦波和三角波的结合信号，仿真输出的交流信号。图全桥式电路仿真图仿真结果图逆变直接输出的交流电压图经过滤波交流电压图从结果分析可知太阳能电池输出电压为，调节占空比为，经过变换输出的直流电压约为，然后经过逆变电路后峰值大约为左右交流电压，然后经过滤波变成规整的正弦交流电。图输出各类波形图仿真结果分别依次是正弦波信号三角波信号开关器件开关器件开关器件开关器件的控制信号。软件设计系列集成开发环境，集成了汇编语言软件仿真程序下载等系列的功能，在软件设计过程中，可以与语言编译器配合使用，完成控制器产品的开发调试。软件程序的改善使硬件电路的功能得到充分的发挥，不仅实现了系统的智能化控制，而且提高了系统工作的可靠性和稳定性。以单片机为核心的控制软件具有实时性灵活性通用性及运行可靠性特点，本设计软件流程设计思路如下通过太阳能电压检测来判断状态分界点，包括自动白天夜晚辨别自动化感应开灯自动感应开启充电自动感应停止充电。充电控制程序中。需要周期性采集太阳能电池和蓄电池电池端电压，系统根据不同的电压组合状态进入不同的控制流程，实现蓄电池的三阶段充电方法，给蓄电池快速而有效的补充能量。蓄电池的开路电压经电阻分压后输入到单片机的端口进行电压采集，由程序判断蓄电池电压是否满足负载的供电条件。若满足即转到相应程序。负载工作时。应该检测负载电流。防止过流和短路。图主程序流程图单相太阳能发电系统容量大小由构成系统的成本决定，而且太阳能阵列输出的能量靠光照强度和电池的温度决定，太阳能电池的输出能量不能达到蓄电池的充电模式下需要的能量时，所有输出的能量都能利用。但是太阳能电池板输出能量大于充电需要的电量时，太阳能就得不到很好的利用，还要延长电池的使用寿命。为达到上述要求，在这我们采用三阶段充电控制方案。充电子程序如图所示，首先对蓄电池的电流和蓄电池电压进行采样，为防止蓄电池过充，要判断蓄电池电压是否大于最大充电电压，若大于就到停止充电，否则要影响蓄电池的使用寿命。若说明此时的太阳能阵列容系统初始化检测蓄电池开路电压进入相应工作模式开始判断放电允许标志判断充电允许标志蓄电池是否过充放电结束放电充电结束充电量达到定的程度，为了不浪费能源，进行恒压充电若说明蓄电池达到额定容量，所以采用小电流对蓄电池以浮充的方式充电。大电流充电阶段当蓄电池开路电压为,认为蓄电池处于欠压状态，进行恒压充电。充电时间由定时器设定，持续十分钟，定时器溢出后，停止恒压充电，返回检测蓄电池开路电压，循环执行。浮充充电阶段当蓄电池电压,认为蓄电池电压范围正常。进行浮充充电。表蓄电池开路电压与充电电流占空比关系对照表蓄电池开路电压范围充电阶段占空比浮充图充电子程序流程图充电允许标志检测蓄电池状态蓄电池过放输出输出全充定时输出蓄电池恒充定时结束充电浮充图放电子程序流程图放电允许标志，检测电压打开负载，关闭负载返回循环延时恢复报警光伏发电技术和产业不仅是当今能源的个重要补充，更具备成为未来主能源来源的潜力。本文以光伏发电系统最大功率跟踪器为研究对象，对光伏发电系统特性以及光伏阵列模型光伏阵列最大功率点跟踪方法等问题进行了系统深入的研究，将这些研究应用于光伏发电系统最大功率跟踪系统中。本论文的主要成果如下本文在光伏阵列输出特性方程的基础上，运用建立光伏阵列仿真模型，为实现系统仿真指导理论研究和系统设计提供了基础保证。理论分析仿真结果证明仿真模型能够准确反映光伏阵列输出特性，对于了解和掌握光伏阵列特性和指导实际系统设计具有重要的理论意义和实用价值。方法是光伏发电系统中提高系统效率的重要手段。本文在介绍光伏阵列输出特性及其仿真模型的基础上提出了最大功率点跟踪的方法和原理。分析介绍恒电压跟踪方法和常见方法的基础上，针对固定步长干扰观察法方法存在个两难问题步长过大导致稳态误差大，平均功率大大小于最大功率步长过小导致动态响应性能下降，跟踪速度过慢同样会造成能量的损失，采用了种改进的自适应占空比干扰观察方法。此控制算法具有良好的快速跟踪性和稳定性，具有快速反应环境变化的能力，可以寻找到与真正的最大功率点非常接近的工作点。在对此算法运用进行仿真模拟控制也证明了该方法可以稳定高效地跟踪光伏阵列最大功率点同时，在日照强度环境温度等系统参数扰动的情况下，能快速寻找新的工作点，保持系统稳定，表现出很好的动态特性。理论分析和实际应用结果证明这种改进的变步长干扰观察方法在光伏发电系统的控制设计中，具有重要的理论意义和实用价值。在建立了光伏阵列仿真模型和算法的基础上，论证了用变换电路实现光伏发电系统的方案，建立了光伏发电系统的动态仿真模型。与常用的电路仿真模型相比，该模型不需要精确的内部电路特性和相关参数，就可以实时模拟光伏阵列及其的实现。仿真结果表明该模型对于光伏发电系统的设计有定的指导意义。对于新能源的利用和控制目前还是比较前沿的研究项目，控制理论和电力电子技术的紧密结合使得该领域的研究博大精深，虽然光伏发电系统在国外已经有大规模的应用，但是仍有许