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境污染日益加劇,近年來世界各國都在積極尋找和開發新的、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,太陽能光伏發電在世界范圍內受到高度重視并取得了長足進展。太陽能光伏發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展潛力的一種發電方式。太陽能光伏發電系統的研究對于緩解能源危機、減少環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電系統的核心部件和能源供給部分,因此在光伏發電系統仿真模型的研究中,太陽電池陣列仿真模型的研究至關重要。本文根據硅太陽電池的工程用數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的優化設計計算公式,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電系統最大功率點跟蹤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電系統進行了研究,對系統中常用的DC/DC變換器拓撲及其優缺點進行了總結,并研究了一種新的帶有雙向變換器的太陽能獨立光伏發電系統,對其主電路參數進行了設計,完成了基于TMS320F2812 DSP控制系統的硬件電路設計和軟件設計。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發電在能源結構中正在發揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發電系統的核心部件并網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、高性能、智能化并網逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構作為并網逆變器的控制系統。本系統集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網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“光伏并網逆變器項目”,目前已經試制出樣機。本人主要負責并網逆變器控制系統的軟硬件設計工作。本文主要研究內容有: @@ 1.本并網逆變器采用了內高頻環逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優缺點,進行了充分的系統分析和論證。 @@ 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網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,并設計了相應的硬件控制系統。DSP控制板硬件系統包括AD數據采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 @@ 4.本文設計和實現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;為了實現并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環控制技術。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數據采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網、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管理機控制系統主程序流程圖和DSP控制機控制系統主程序流程圖。 @@ 6.最后對并網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;并網逆變器;SPWM; DSP; ARM
上傳時間: 2013-07-09
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隨著世界能源危機的到來,太陽能光伏發電在能源結構中正在發揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發電系統的核心部件并網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、高性能、智能化并網逆變器的需求,我們將ARM+DSP架構作為并網逆變器的控制系統。本系統集成了ARM和DSP的各自的強大功能,使并網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“光伏并網逆變器項目”,目前已經試制出樣機。本人主要負責并網逆變器控制系統的軟硬件設計工作。本文主要研究內容有: 1.本并網逆變器采用了內高頻環逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優缺點,進行了充分的系統分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網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,并設計了相應的硬件控制系統。DSP控制板硬件系統包括AD數據采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線,SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現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;為了實現并網逆變器的輸出電流與電網電壓同頻同相,使用了軟件鎖相環控制技術。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數據采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網、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管理機控制系統主程序流程圖和DSP控制機控制系統主程序流程圖。 6.最后對并網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。
上傳時間: 2013-07-10
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500W太陽能光伏并網逆變器電路設計圖.由實驗波形可以看出,所設計的光伏并網逆變器工作穩定。性能良好。由于采用了以TMS320F240型:DSP為主的控制電路,系統具有較好的動態響應特性。采用了具有最大功率跟蹤和反孤島控制功能的軟件設計,因而能充分利用太陽能電池的能源且能檢測孤島效應的發生。
上傳時間: 2013-04-24
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為了提高太陽能光伏組件的充電效率以及適應外界氣候變化,設計了一套具有自適應四種充電模式且具備最大功率點跟蹤的太陽能充電控制系統。該系統采用意法半導體公司的STM32FL03VC作為控制系統的核心,監控整個系統的正常工作,具有浮充、防過充功能。硬件設計采用高精度的集成芯片,使得系統設計簡易精確、集成度更高。測試結果表明,該控制器能實時跟蹤最大功率點,正確監控蓄電池各充電模式,充電效率高,性能可靠。
上傳時間: 2013-10-10
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針對振動能量采集器的輸出功率過低不足以直接驅動無線傳感器的問題,設計了振動自供能無線傳感器的電源管理電路,根據調諧和阻抗變換原理對能量采集器進行了阻抗匹配,以最大功率對儲能超級電容進行充電,對能量存儲和電源管理電路的充放電特性進行了理論分析和實驗驗證。結果表明,該電路大幅度提高了采集器的輸出功率和對儲能超級電容充電的效率,當0.47 F超級電容電壓達到0.6 V時,能量瞬間釋放電路控制超級電容瞬間放電,成功驅動最大功耗為75 mW的無線傳感器工作。
上傳時間: 2013-10-14
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環境溫度、光照強度和負載等因素對光伏電池的輸出特性影響很大,為了提高光伏電池的工作效率,需要準確快速地跟蹤光伏電池的最大功率點。在分析了光伏電池的輸出特性的基礎上,建立了光伏電池的仿真模型;針對傳統爬山法的不足,采用了自適應占空比擾動法對最大功率點進行了跟蹤控制。給出了上述兩種算法的工作原理及設計過程。仿真結果表明:自適應占空比擾動算法跟蹤迅速,減少了系統在最大功率點附近的振蕩現象,提高了系統的跟蹤速度和精度。
上傳時間: 2013-12-04
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針對恒定電壓法在最大功率跟蹤過程中所出現的精度差、受環境影響大等缺點,本文提出了一種基于優化電壓的變電壓最大功率跟蹤算法,并給出實現方案。對于分布式光伏系統該方法能夠在日照度、溫度、負載變化的情況下有效的實現實際最大功率點的跟蹤控制、減少系統能量的損耗。實驗使用DSP來實現最大功率跟蹤算法,并對溫度、日照度、反向飽和電流進行補償。結果證明該方法在日照度、溫度、負載變化的情況下工作可靠、響應速度較迅速,并能夠有效的改善輸出動態特性。
上傳時間: 2013-11-03
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為了有效地利用太陽能,有必要對光伏發電系統進行最大功率點跟蹤(MPPT)控制研究。文中以兩級式光伏并網發電系統為研究對象,建立了任意外界環境下的光伏陣列數學模型。由于光伏陣列的非線性輸出特性,將模糊控制思想引入最大功率點跟蹤,提出占空比模糊控制的擾動觀察法的MPPT控制策略,并通過計算機進行仿真驗證。與傳統的占空比擾動觀察法相比較,該方法能夠更加快速、準確地跟蹤上太陽能電池的最大功率點。
上傳時間: 2014-01-07
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光伏發電陣列是一種隨機的非線性、多變量對象,平穩且高效地進行最優光能捕獲(MPPT)是光伏并網前級控制系統的關鍵。文中以光伏陣列仿真模型為基礎,以模型輸出的PV曲線作為調節光伏陣列工作電壓的依據,提出了最大功率點曲線擬合+PID的控制模型。仿真實驗表明,該控制模型能夠有效提高光伏陣列的效率,較好的解決了傳統恒壓法效率低、擾動法穩定性不足等問題。
上傳時間: 2013-11-02
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