在能源枯竭及環(huán)境污染問題日益嚴重的今天,光伏發(fā)電是未來可再生能源應用的一種重要方法。本文以光伏逆變技術為研究對象,對光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤方法、光伏智能充電控制策略、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓撲結構與控制方法、光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制方法等問題進行了深入研究。 在擾動觀測法的基礎上,提出了一種直接電流控制最大功率點跟蹤方法,通過檢測變換器輸出電流進行最大功率點跟蹤控制,簡化控制算法,同時省去了擾動觀測法中的電壓和電流傳感器,降低系統(tǒng)成本。 研究了一種實用的光伏系統(tǒng)蓄電池充電控制策略,將最大功率點跟蹤與智能充電控制有機結合在一起,充分利用光伏電池的輸出功率,縮短充電時間,提高充電效率;研究了一種全數(shù)字式逆變器,通過電壓有效值外環(huán)和瞬時值內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制,既能保證系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度,又能保證瞬變負載條件下的動態(tài)特性。研制了一套3kW光伏獨立發(fā)電系統(tǒng)并進行了實驗驗證。 針對住宅型光伏并網(wǎng)逆變器體積小、性能價格比高的要求,研究了一種基于導抗變換器的并網(wǎng)逆變器拓撲結構,相比于傳統(tǒng)電流型逆變器,本拓撲省去了笨重的電抗器,同時利用高頻變壓器進行能量傳遞和電氣隔離,進一步降低了系統(tǒng)損耗和體積,降低系統(tǒng)成本。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),由于導抗變換器的固有特性,采用傳統(tǒng)的SPWM調(diào)制方法將導致并網(wǎng)逆變器輸出平頂飽和的非正弦電流,造成對電網(wǎng)的諧波污染,提出了一種新型改進調(diào)制模式。該方法可以實現(xiàn)高功率因數(shù)、低諧波并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)上述理論分析,研制了一臺3kW單相光伏并網(wǎng)逆變器,實驗結果驗證了理論分析的正確性。 研究了一種三相電流型并網(wǎng)逆變器拓撲結構及其控制方法,采用改進調(diào)制模式對其進行控制,在諧波抑制方面取得了滿意的效果。提出的三相并網(wǎng)逆變方案,相比于傳統(tǒng)三相并網(wǎng)逆變器,具有如下顯著優(yōu)點:系統(tǒng)中任意一相都是一個獨立的子系統(tǒng),不受其它相影響,即使在某一相或某兩相損壞的情況下,剩余相也能正常運行,增加了系統(tǒng)的冗余性;在三相電網(wǎng)不平衡情況下,本方法也能提供穩(wěn)定的三相電流,增加系統(tǒng)抗電網(wǎng)波動能力。初看起來本方案使用的導抗變換器和變壓器有3套,但是每相承受的功率容量只有系統(tǒng)總功率的三分之一,這樣可以選用較小容量的器件,有利于高頻電感和變壓器的制作和生產(chǎn)。提出了一種基于導抗變換器的三相電流型逆變器實現(xiàn)方案,利用導抗變換器將輸入直流電壓變換為高頻正弦電流,經(jīng)高頻變壓器隔離及電流等級變換后進行裂相調(diào)制,輸出為三相正弦電流。該方法不僅省去了傳統(tǒng)電流型逆變器直流側電抗器,而且采用高頻變換進行功率傳輸,減小了隔離變壓器及輸出濾波器的體積,有利于裝置的小型化和降低成本。 針對光伏電池輸出電壓較低的問題,研究了一種單級式三相升壓型并網(wǎng)逆變器,通過一級變換同時實現(xiàn)升壓和DC/AC變換功能,并且提出了一種基于DSP芯片的控制策略,本方法僅用一個電壓傳感器就能替代原先的三個電壓傳感器:每個載波周期短路相只進行一次開關動作,同時任何時刻只有2個開關管導通,可有效降低系統(tǒng)的開關損耗和導通損耗;由于采用DSP控制,具有控制靈活、穩(wěn)定性高、成本低、并網(wǎng)電能質(zhì)量好,便于功率調(diào)節(jié)等優(yōu)點。 提出了一種光伏并網(wǎng)與有源濾波兼用的統(tǒng)一控制策略,在同一套裝置上既實現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電,又實現(xiàn)諧波補償,克服目前的光伏發(fā)電裝置白天發(fā)電、夜間停機的不足,提高系統(tǒng)利用率。詳細分析了無功電流和諧波電流的檢測方法、光伏并網(wǎng)發(fā)電有功指令電流的生成方法及電流環(huán)控制器和電壓環(huán)控制器的設計方法,并對光伏并網(wǎng)發(fā)電與有源濾波統(tǒng)一控制模式和單一有源濾波模式進行了討論,仿真和實驗結果驗證了所提出的系統(tǒng)結構及控制策略的正確性和可行性。
標簽: 光伏發(fā)電系統(tǒng) 逆變 技術研究
上傳時間: 2013-04-24
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隨著煤炭、石油和天然氣等化石燃料迅速消耗,以及由此帶來的能源危機與環(huán)境污染日益加劇,近年來世界各國都在積極尋找和開發(fā)新的、清潔、安全可靠的可再生能源。太陽能具有取之不盡、用之不竭和清潔安全等特點,是理想的可再生能源。20世紀70年代后,太陽能光伏發(fā)電在世界范圍內(nèi)受到高度重視并取得了長足進展。太陽能光伏發(fā)電技術作為太陽能利用的一個重要組成部分,并被認為是二十一世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N發(fā)電方式。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究對于緩解能源危機、減少環(huán)境污染以及減小溫室效應具有重要的意義。 由于太陽能電池陣列是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件和能源供給部分,因此在光伏發(fā)電系統(tǒng)仿真模型的研究中,太陽電池陣列仿真模型的研究至關重要。本文根據(jù)硅太陽電池的工程用數(shù)學模型建立了太陽能電池陣列的MATLAB仿真模型,分析了太陽輻射強度和溫度對太陽電池陣列仿真模型精度的影響,提出了在不同太陽輻射強度時參數(shù)的優(yōu)化設計計算公式,并將仿真結果與實際太陽電池陣列的測量結果進行了比較。 基于太陽能電池陣列的仿真模型,本文建立了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤MATLAB仿真模型,并對兩種常用最大功率點跟蹤方法進行了仿真比較研究,驗證了理論分析的正確性。 本文針對目前應用廣泛的太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)進行了研究,對系統(tǒng)中常用的DC/DC變換器拓撲及其優(yōu)缺點進行了總結,并研究了一種新的帶有雙向變換器的太陽能獨立光伏發(fā)電系統(tǒng),對其主電路參數(shù)進行了設計,完成了基于TMS320F2812 DSP控制系統(tǒng)的硬件電路設計和軟件設計。
標簽: DSP 太陽能 光伏發(fā)電系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結構中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內(nèi)容有: @@ 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點,進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 @@ 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統(tǒng),并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設計方案所應完成的各項功能,樣機的性能比較理想。 @@關鍵詞:太陽能光伏;并網(wǎng)逆變器;SPWM; DSP; ARM
上傳時間: 2013-07-09
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隨著3G網(wǎng)絡建設的展開,移動用戶數(shù)量逐漸增加,用戶和運營商對網(wǎng)絡的質(zhì)量和覆蓋要求也越來越高。而在實際工作中,基站成本在網(wǎng)絡投資中占有很大比例,并且基站選址是建網(wǎng)的主要難題之一。同基站相比,直放站以其性價比高、建設周期短等優(yōu)點在我國移動網(wǎng)絡上有著大量的應用。目前,直放站已成為提高運營商網(wǎng)絡質(zhì)量、解決網(wǎng)絡盲區(qū)或弱區(qū)問題、增強網(wǎng)絡覆蓋的主要手段之一。但由于傳統(tǒng)的模擬直放站受周邊環(huán)境因素影響較大、抗干擾能力較差、傳輸距離受限、功放效率低,同時設備間沒有統(tǒng)一的協(xié)議規(guī)范,無法滿足系統(tǒng)廠商與直放站廠商的兼容,所以移動通信市場迫切需要通過數(shù)字化來解決這些問題。 本文正是以設計新型數(shù)字化直放站為目標,以實現(xiàn)數(shù)字中頻系統(tǒng)為研究重心,圍繞數(shù)字中頻的相關技術而展開研究。 文章介紹了數(shù)字直放站的研究背景和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,闡述了數(shù)字直放站系統(tǒng)的設計思想及總體實現(xiàn)框圖,并對數(shù)字直放站數(shù)字中頻部分進行了詳細的模塊劃分。針對其中的數(shù)字上下變頻模塊設計所涉及到的相關技術作詳細介紹,涉及到的理論主要有信號采樣理論、整數(shù)倍內(nèi)插和抽取理論等,在理論基礎上闡述了一些具體模塊的高效實現(xiàn)方案,最終利用FPGA實現(xiàn)了數(shù)字變頻模塊的設計。 在數(shù)字直放站系統(tǒng)中,降低峰均比是提高功放工作效率的關鍵技術之一。本文首先概述了降低峰均比的三類算法,然后針對目前常用的幾種算法進行了仿真分析,最后在綜合考慮降低峰均比效果與實現(xiàn)復雜度的基礎上,提出了改進的二次限幅算法。通過仿真驗證算法的有效性后,針對其中的噪聲整形濾波器提出了“先分解,再合成”的架構實現(xiàn)方式,并指出其中間級窄帶濾波器采用內(nèi)插級聯(lián)的方式實現(xiàn),最后整個算法在FPGA上實現(xiàn)。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用系統(tǒng)級的設計方法完成了WCDMA數(shù)字直放站中頻系統(tǒng)設計。遵照3GPP等相關標準,完成了系統(tǒng)的仿真測試和實物測試。最后得出結論:該系統(tǒng)實現(xiàn)了WCDMA數(shù)字直放站數(shù)字中頻的基本功能,并可保證在現(xiàn)有硬件不變的基礎上實現(xiàn)不同載波間平滑過渡、不同制式間輕松升級。
上傳時間: 2013-07-07
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光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置
標簽: 光伏并網(wǎng)發(fā)電 模擬裝置
上傳時間: 2013-07-10
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太陽電池光伏特性的測量實驗太陽電池也稱為光伏電池,是將太陽光源直接轉換成電能的元件,經(jīng)由這種元件封裝成太陽電池模級,再按需求將一塊以上的模組組合成一定功率的太陽電池陣列,再經(jīng)連接電池,測量控制
上傳時間: 2013-06-07
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許繼集團 EVC-8000電動汽車充放電站解決方案
上傳時間: 2013-04-24
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光伏并網(wǎng)逆變器是將太陽能電池所輸出的直流電轉換成符合公共電網(wǎng)要求的交流電并送入電網(wǎng)的設備。按照不同的標準光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結構分為很多種,本文介紹了一種工頻隔離型光伏并網(wǎng)逆變器
標簽: 太陽能電池 光伏并網(wǎng) 逆變器
上傳時間: 2013-08-02
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發(fā)電在能源結構中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”,目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內(nèi)容有: 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點,進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真,包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性,對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統(tǒng),并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法:功率擾動觀察法或增量電導法;孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式,被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式,主動式采用正反饋頻率偏移法;為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環(huán)控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖,以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示:該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設計方案所應完成的各項功能,樣機的性能比較理想。
標簽: ARMDSP 架構 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時間: 2013-07-10
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DeviceNet現(xiàn)場總線標準作為工業(yè)現(xiàn)場總線的國際標準,其開放性和先進性得到了廣泛關注和充分肯定。開發(fā)符合DeviceNet現(xiàn)場標準的自動化產(chǎn)品意義重大,也是必要的。 文中從現(xiàn)場通用的老式串口(RS232和RS485)與新興DeviceNet網(wǎng)絡的兼容問題以及模擬量,數(shù)字量和多種總線等多功能的一體化問題為出發(fā)點,以Atmel的32位ARM7高速處理器為開發(fā)平臺,充分發(fā)揮其處理高速和功能多樣的優(yōu)勢,同時結合DeviceNet現(xiàn)場總線高效和診斷的優(yōu)點,開發(fā)了一個帶8路數(shù)字量輸入,8數(shù)字量輸出,4路模擬量輸入以及RS232為底層自定義協(xié)議串口,RS485為底層的在線可配置Modbus協(xié)議的DevciceNet一體化通訊網(wǎng)關。 最后文中還利用雙口RAM的協(xié)同處理能力,構成雙CPU處理能力的結構,將avr162的8位處理器處理PROFIBUS總線數(shù)據(jù),而將32位的ARM7處理器處理DeviceNet總線數(shù)據(jù)。文中特別從系統(tǒng)硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩方面加以闡述,并結合OMRON PLC主站測試系統(tǒng),最終成功給于測試。 為了便于讀者理解和文章的完整性,本文首先對DeviceNet現(xiàn)場總線標準做了簡單介紹;后根據(jù)DeviceNet標準對所需求的產(chǎn)品的進行總體設計,以及相應的DeviceNet網(wǎng)關的硬件和軟件的設計和開發(fā)。最后,搭建了DeviceNet-Modbus測試系統(tǒng)和DeviceNet-PROFIBUS DP兩套測試系統(tǒng)對所開發(fā)產(chǎn)品進行的了功能測試。本課題按照預期設計思想完成了DeviceNet多功能網(wǎng)關的軟硬件的開發(fā),并將系統(tǒng)程序下載到處理器中,在測試平臺下能夠長時間的正常運行,達到了期望效果。
上傳時間: 2013-04-24
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