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阴影遮挡下光伏电池MPPT仿真与实验研究的任务书
任务书
一、背景
近年来，随着环保意识的不断增强，光伏发电逐渐成为一种常见的清洁能源。光伏电池是光伏电站的核心部件，能够将光能转化为电能。在光伏电站正常运行时，光照是影响光伏电池输出的最主要因素。然而，在现实生产中，由于建筑物、树木、云层等因素，光照的瞬时变化会对光伏电池的输出电压和电流产生影响。因此，必须设计一种能够根据光照变化及时调整电池输出的最大功率点跟踪（MPPT）算法，以确保光伏电池能够输出最大的电能。
二、任务描述
在此任务中，我们将进行阴影遮挡下光伏电池的MPPT仿真与实验研究。具体任务包括：
1.在MATLAB/Simulink平台上建立基于P&O和INCMPPT算法的光伏发电系统模型，并添加阴影遮挡模块。
2.通过MATLAB/Simulink仿真平台，对不同光照情况下，基于P&O和INCMPPT算法的光伏发电系统进行仿真。比较两种算法的性能差异。
3.基于单片机和模拟电路，设计一个具有MPPT功能的光伏发电原型系统。
4.通过在实际测试平台上进行实验测试，对MPPT算法的性能进行验证和优化。
三、主要内容
1.光伏发电系统模型建立
（1）光伏电池的理论知识学习
（2）模块制造商数据手册查阅与组串方式设计
（3）系统模型中组件连接方式和性能参数的建立
（4）系统组件模块和控制策略的实现
2.基于MATLAB的仿真研究
（1）查阅资料和学习MATLAB/Simulink的使用方法
（2）基于P&O和INCMPPT算法，建立光伏发电系统仿真模型
（3）设计阴影遮挡模块，搭建不同光照情况下的光伏发电系统仿真实验
3.设计实验平台
（1）硬件选择与原型设计
（2）编写与单片机相关的程序代码
（3）搭建基于单片机和模拟电路的系统
（4）添加阴影遮挡模块和各种传感器
4.实验验证与性能分析
（1）使用实验平台进行现场实验，并记录实验数据
（2）使用MATLAB统计和分析实验数据，并对MPPT算法进行优化
（3）对实验结果进行分析和总结，并制定相关对策
四、预期成果
1.光伏发电系统模型建立，包括光伏电池理论知识学习和组件连接方式、光照强度和各种参数的建立。
2.基于MATLAB/Simulink平台，设计并实现基于P&O和INCMPPT算法的光伏发电系统仿真模型。
3.设计并搭建基于单片机和模拟电路的光伏发电原型系统，包括添加阴影遮挡模块，采集各种传感器数据等。
4.通过实验验证和性能分析，优化MPPT算法并总结实验结果。
五、研究进度安排
本研究总共分为五个阶段：
第一个月：学习光伏电池基本理论，建立光伏发电系统模型。
第二个月：学习MATLAB/Simulink平台，建立基于P&O和INCMPPT算法的光伏发电系统仿真模型，开始仿真研究。
第三、四个月：购买硬件设备，设计并搭建基于单片机和模拟电路的光伏发电原型系统。
第五个月：在实验平台上进行现场实验验收，对实验结果进行分析和总结，并制定相关对策。
六、预算和物料清单
预算：50000元
物料清单：
光伏电池组件、单片机开发板、光照强度传感器、直流电压表、模拟电路元器件等。
七、团队组成
本研究由以下人员组成：
指导教师：×××，教授，研究方向为电气与能源系统。
研究生：×××，硕士，主要负责光伏发电系统模型的建立、MATLAB仿真研究和实验工作。
研究生：×××，硕士，主要负责硬件设备的购买、光伏发电原型系统的设计和搭建。
研究生：×××，硕士，主要负责实验数据的统计和分析、MPPT算法的优化和总结研究成果。
八、参考文献
1.Kareemullah,A.M.,Catherine,V.T.,&Ahmed,S.K.(2018).Areviewonmaximumpowerpointtrackinginphotovoltaicsystems.RenewableandSustainableEnergyReviews,93,639-651.
2.Xiao,W.,Liu,J.,&Zhang,G.(2017).Reviewofphotovoltaicmodulemodelingregardingdynamicresponsetoshadingconditions.RenewableandSustainableEnergyReviews,78,533-542.
3.Chatterjee,K.,Mandal,S.,Maiti,S.,&Dasgupta,S.(2018).Novelincrementalresistance-basedmaximumpowerpointtrackingtechniqueforpartiallyshadedconditionsofaPVmodule.IEEETransactionsonSustainabl