1. 研究目的与意义（文献综述）

目前世界正面临着大气和水体环境污染不断加重，以及化石能源枯竭的危机，大力发展绿色能源是必然的选择，其中光伏发电技术是当今能源研究的重点。将光伏发电技术运用到船舶平台上，不仅能够进一步提高船舶的能源利用率，降低对传统能源的依赖，同时也保护了环境。通过光伏发电技术，人们可以将太阳提供的巨大能量进行更充分的利用，从而缓解化石能源枯竭带来的危机。

由于船舶运行环境特殊，考虑到天气和温度等自然因素对船用光伏发电系统的工作状态（输出功率）产生较大影响。尤其是光照强度的不稳定性，会使光伏系统的输出功率发生明显波动，不但给负载的稳定工作带来了挑战，也增大了实际用电的难度。由于受到技术水平的限制和实际中发电中光伏电池的输出功率是受负荷状态、光照强度和温度等因素的影响，目前光伏发电依然存在着转换效率较低、实际输出功率（工作状态）不稳定和生产电能成本较高等不足之处，这些问题大大增加了船用光伏系统实际发电和用电的难度，制约了该技术的发展^[1]。

国内外船用光伏发电mppt技术水平存在着一定差异。由于mppt算法是根据不同的模型基础而设计的，若研究的模型不同，则会有不同的方式建立对应的mppt算法。建立光伏电池等效模型有解析和仿真两种模型，根据不同的模型种类，国内外众多学者有着自己关于mppt算法的设计方案。如国外学者 kawamura 等提出了一种双二极管模型，但是该方法增加了多个模型参数；alonso 提出了一种实验模型，只研究了光伏模组的不均匀光照情况，没有扩展到光伏阵列；国内学者管笛和刘忠洋提出了一种新的太阳能电池阵列数学物理模型，提高了模型的精度，但没有分析不均匀光照的影响^[2]。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

本论文的标题是基于模型预测控制的船用光伏mppt算法设计与仿真，其基本内容是讨论如何实现光伏电池在不稳定工作条件下（如光照强度变化或温度发生变化）对其最大功率点的跟踪，目标就是使其输出功率能够即时的维持在最大输出功率点（maximum power point tracking，mppt）。

光伏电池的基本原理就是利用二极管（pn结）的物理特性发电，实际上光伏电池是一个非线性的电源（既不是电压源也不是电流源）。它的输出功率主要由光照强度决定，而在实际发电过程中，难免会遇到如遮荫（整体遮荫）现象，这样就会造成光伏电池的功率曲线发生变化。试想，当功率发生变化之后，若不加以任何干预措施，那么通过dc/dc变换的直流电输出功率必定不是当前实际能够达到的最大功率值，即未能有效利用能量。

3. 研究计划与安排

1-3周，完成开题报告；

4-5周，完成中英文文献资料阅读；

5-7周，完成光伏电池仿真模型的设计与搭建；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孙玉伟.船用太阳能光伏发电系统设计及性能评估.

[2]周华.独立光伏发电系统阵列模型和mppt算法研究.

[3]徐鹏威.几种光伏系统mppt方法的分析比较及改进.