- 选题背景和意义：
1.背景：
随着全球性的能源危机和环境问题日益突出,新能源发电技术得到越来越多地发展和应用。其中独立光伏电池混合动力系统是一种很有吸引力的可再生能源发电系统，其普遍形式是基于光伏系统和电池分别通过buck变换器和双向buck/boost变换器连接到输出直流总线。为了更合理地使用新能源，光伏系统工作在最大功率点跟踪模式或者恒压模式,储能装置可以放电提供功率或者充电储存能量。根据光强、温度等环境因素变化，储能装置的荷电状态不同，负载大小的不同，所以整个系统将具有多个工作模式。相比单个工作模式的系统,多工作模式系统的非线性动力学行为将更加丰富和复杂,系统稳定运行的设计需要考虑所有可能运行模式的稳定条件。
2.意义：
课题将研究直流耦合光伏电池混合动力系统（PBHPS）的多种结构和多种工作模式，通过平均模型和稳定性判别理论，找到系统参数的稳定边界，完成稳定系统设计并验证。
- 文献综述（或调研报告）：
图1即光伏电池和蓄电池组成的独立联合供电系统 PBHPS。其中，光伏电池和蓄电池分别通过Buck变换器和双向Buck/Boost变换器与直流母线连接，给直流负载供电。文献中，将发电单元的模型简化，光伏电池直接用其输出电压和输出电流替代，蓄电池等效为电压源和电阻串联。光伏电池的功率由Boost变换器调节，而双向Buck/Boost变换器则控制蓄电池的充放电。
系统包含有两个输入源，即光伏电池和蓄电池。当阴雨天光照强度较弱，光伏电池的最大功率不足以满足负载需要时，光伏电池工作于MPPT模式，蓄电池通过双向Buck/Boost变换器给负载补充不足的功率，以向负载提供连续稳定的电能。当光伏电池的功率大于负载功率时，多余的能量通过双向Buck/Boost变换器给蓄电池充电;如果蓄电池充电电流或者充电电压达到蓄电池使用手册推荐的最大值，则需控制蓄电池的充电，光伏电池需要退出MPPT工作模式，通过Buck变换器控制输出电压同时，蓄电池有充电储存能量和放电输出能量的两个工作模式。所以，独立光蓄联合供电系统具有多个工作模式。
根据光伏电池提供的功率大小和蓄电池的充放电状态，PBHPS有四个正常工作模式和一个关机模式，如图2所示。表中，为负载功率; 和分别为蓄电池电压和充电电流; 和分别为设置的恒流充电的电流值和恒压充电的电压值;为蓄电池过放的最低电压。当光伏电池能提供的最大功率小于负载功率且蓄电池处于过放状态时，整个系统需要关机。
工作模式1:若lt;，且电池电量耗尽，整个系统将关闭。
工作模式2: 如果lt;且电池能够提供电力，则在启用MPPT算法的情况下，光伏电池板尽可能为负载供电。在这种模式下，buck变换器的输入电流被控制。如图3（a）所示，电池通过在boost模式下工作的双向buck/boost转换器提供互补电源以调节输出电压。
工作模式3：如果小幅度大于,电池仍未处于满电状态，则使用多余的太阳能为电池充电，如图3（b）所示。这里，与工作模式II不同，双向转换器以boost模式工作，但电感电流的方向相反。充电电流由能量流平衡控制，即= 。假设转换器是无损的，=是电池吸收的功率。
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