基于光伏发电的复合电源控制系统设计毕业设计论文
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本科生毕业设计说明书(设计论文)题目:光伏发电系统建模及其仿真光伏发电系统建模及其仿真摘要伴随着能源危机和环境问题的不断加剧,清洁能源的发展进程被大大的推进了。
太阳能作为一种新能源以其没有污染,安全又可靠,能量随处可以得到等优点越来越受到人们的青睐。
无论从近期还是远期,无论从能源环境的角度还是从边远地区和特殊应用领域需求的角度考虑,太阳能发电都极具有吸引力。
那么对光伏发电系统的研究则就变得既有价值又有意义。
通过对光伏发电系统的理论研究学习,建立了完整的光伏发电系统体系,本文深入的研究了光伏电池在不同光照强度、不同温度下的电压、功率输出特性。
本文的研究重点是光伏发电系统的控制技术,以及在MATLAB/SIMULINK 仿真环境下的仿真结果。
讨论了多种最大功率点跟踪方法;且分别讨论学习了在光伏并网和独立发电系统情况下的逆变器和MPPT的控制,并建立了仿真模型,提出了相应的控制策略。
且在最后论述了孤岛效应的产生和反孤岛策略,用电压频率检测法完成了孤岛检测与保护。
关键词:光伏电池,逆变器,最大功率点跟踪,孤岛效应,MATLAB仿真AbstractWith the growing energy crisis and environmental problems, clean energy is greatly promote the development process. Solar energy as a new kind of energy for its no pollution, safe and reliable, widely available energy advantages, such as more and more get the favor of people. No matter from the near future or long-dated and, no matter from the Angle of energy and environment, or from remote areas and special applications demand point of view, solar power generation is extremely attractive. So the study of photovoltaic power generation system has become both a rewarding and meaningful.Through the study of theoretical research of photovoltaic power generation system, established a complete system of photovoltaic power generation system, this paper in-depth study the photovoltaic cells under different illumination intensity, temperature, voltage, power output characteristics.In this paper, the research emphasis is the control technology of photovoltaic power generation system, and the simulation results in MATLAB/SIMULINK environment. Discussed a variety of maximum powerpoint tracking methods; And, respectively, to discuss the study under the condition of independent power generation and photovoltaic (pv) grid system of the inverter with MPPT control, and established the simulation model, put forward the corresponding control strategy. And islanding is discussed at the end of the production and the reverse island strategy, using frequency voltage tests completed island detection and protection.Keywords: photovoltaic batteries, inverter, maximum power point tracking, islanding, the MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (2)1.1新能源发电的背景和意义 (2)1.2光伏产业的现状和前景 (2)1.2.1太阳能光伏发电的发展现状 (2)1.2.2光伏发电产业的前景 (2)1.3本文设计容 (2)第二章光伏发电系统概述 (2)2.1光伏发电系统的基本工作原理 (2)2.2光伏发电系统的组成 (2)2.3光伏发电系统的分类 (2)2.3.1太阳能独立光伏发电系统 (2)2.3.2 并网光伏发电系统 (2)2.3.3互补型光伏发电系统 (2)第三章光伏发电系统建模及其仿真 (2)3.1光伏电池阵列的建模 (2)3.1.1 光伏电池阵列的数学模型 (2)3.1.2 光强和温度对光伏电池输出结果的影响 (2)3.1.3太光照强度模型 (2)3.2光伏发电系统的主电路模型 (2)3.2.1光伏并网发电系统的主电路模型 (2)3.2.2离网型光伏发电系统的主电路的模型 (2)第四章光伏发电系统的控制技术 (2)4.1光伏发电MPPT技术 (2)4.2电导增量法 (2)4.2.1电导增量法的原理 (2)4.2.2电导增量法改进 (2)4.3 最大功率控制技术仿真 (2)4.4光伏并网发电系统的控制 (2)4.4.1并网逆变器控制 (2)4.4.2 电流环的分析建模 (2)4.4.3锁相环的原理分析 (2)4.5离网光伏发电系统的控制 (2)4.5.1 光伏充电控制分析 (2)4.5.2独立光伏发电系统的逆变器控制技术 (2)第五章光伏并网系统中的孤岛效应 (2)5.1孤岛效应的分析和危害 (2)5.2 孤岛效应的检测 (2)5.2.1孤岛检测标准 (2)5.2.2孤岛检测方法 (2)结论 (2)展望 (2)参考文献 (2)致 (2)第一章绪论1.1新能源发电的背景和意义能源一直是人类社会生存和发展的动力和源泉。
提供全套毕业论文图纸,欢迎咨询江西渝州科技职业学院毕业设计题目光伏发电系统专业光伏材料加工与应用技术班级2011级光伏14班学生姓名张勤自考准考证号7104241422指导教师李军庆摘要进入21世纪的人类社会正面临着化石燃料短缺和生态环境严重污染的局面。
廉价的石油时代已经结束,逐步改变能源的消费结构,大力发太阳能是一种非常理想的清洁能源,根据其特点和实际应用需要,目前太阳能发电分为光热发电和光伏发电两种,通常所说的太阳能发电是指太阳能光伏发展可再生能源,走可持续发展的道路,已经成为世界各国政府的共识。
光伏发电是利用半导体的将光能转变为电能的一种技术。
关键词:能源、太阳能、光伏发电、半导体、光生伏特效应。
AbstractIn the alst century,human society is faciny a shortage of fossil fuels,seriour environmental pollution and ecological situation,Era of cheap oil is over,and gradually change the energy consumption structure,vigorously develop renewable energy,sustainable ernments around the world has become the consensus,solar energy is an ideal clean energy,according to their characteristics and needs of practical application,the current generation of solar power into solar thermal and photovoltaic power generation is the use of photovoltaic effect of semiconductors to light energy into electrical energy of a technology.Keyword:energy、solar、photovolatic power generation、semiconductor、photovoltaic effect.前言第一章太阳电池及太阳电池方阵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 太阳电池及其分类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 理想太阳电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.3 太阳电池的特性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 太阳电池的工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.5太阳电池方阵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 第二章光伏发电系统的运行方式及应用前景. . . . . . . . . . . . . . 42.1 光伏发电系统的运行方式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 光伏发电系统的应用前景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 第三章光伏发电系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1 独立光伏发电系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1.1独立光伏发电系统的工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1.2 独立光伏发电系统的类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1.3 独立光伏发电系统的组成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 并网光伏发电系统. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.2.1 并网光伏发电系统的工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93.2.2 并网光伏发电系统的类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2.3 并网光伏发电系统的组成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2.4并网光伏发电系统的优越性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.2.5并网光伏发电系统的保护装置及“孤岛效应”防护手段. . . 10 第四章光伏发电系统的应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.1 光伏发电系统在国内的应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.2 光伏发电系统在国外的应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124.3 世界光伏发电发展的目标和发展前景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 结束语. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16能源是人类生存和社会发展的物质基础,而年人均能耗是评价一个国家贫富的重要标志。
光伏控制系统论文目录设计总说明 (I)III 1 绪论 (1)1.1 太阳能光伏发电的研究背景 (1)1.2 太阳能光伏发电发展历程与现状 (1)1.3 太阳能光伏发电系统介绍 (2)2 太阳能光伏发电并网装置 (3)2.1 太阳能光伏并网装置总体功能描述 (3)2.2 各电路模块在并网装置中的作用 (3)2.2.1 主电路模块 (3)2.2.2 驱动电路 (4)2.2.3 采样电路 (4)2.3 控制系统在并网装置中的作用 (4)3 控制系统的硬件设计 (5)3.1 控制系统的方案选择 (5)3.2 器件介绍 (6)3.2.1 dsPIC30F6010A介绍 (6)3.2.2 MC54HC244介绍 (14)3.2.3 TLP521介绍 (14)3.2.4 2SC0108T介绍 (15)3.3控制电路功能描述 (16)3.3.1PWM输出电路 (17)3.3.2 SPWM输出电路 (18)3.3.3 短路保护电路 (19)3.3.4 最大功率点跟踪(MPPT) (20)3.4硬件电路小结 (21)4 控制系统的软件设计 (22)4.1 编程要求 (22)4.2 编程环境 (22)4.3 指令介绍 (26)4.4 端口选择 (26)4.5 程序算法和流程图 (29)4.5.1 PWM波算法与流程图 (29)4.5.2 SPWM波算法与流程图 (30)4.6 软件设计小结 (42)5 结论 (44)参考文献 (48)致谢 (49)附录A (50)附录B (52)1 绪论1.1 太阳能光伏发电的研究背景随着人类文明的发展,燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害也日益突出,同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。
人们对能源需求日益增加以及传统能源日益枯竭成了不可逆转趋势。
这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变现在的能源结构,维持长远的可持续发展,解决人类的能源问题。
与风能等其他可再生能源相比,太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。
本科毕业论文光伏发电并网逆变控器制系统的设计THE RESERCH ON PHOTO VOLTAIC GRII-CONNECTED INVERTER题目光伏发电并网逆变控制器系统的设计学生姓名学号 200814240119系别物电系专业电气工程及其自动化届别 2011指导教师职称讲师摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1光伏发电并网逆变器的研究背景及现状 (4)1.2光伏发电并网逆变器研究的目的 (5)第二章光伏发电并网逆变控制系统的理论分析 (7)2.1太阳能发电并网系统总拓扑图 (7)2.2逆变器的电路原理 (8)2.2.1 逆变器的电路原理 (8)2.2.2 逆变器的逆变传统技术 (8) (10)2.3 并网逆变 (11)2.3.1 电路结构 (11)2.3.2 系统的总体方案 (11)2.3.3 前级boost电路的工作原理 (11)2.3.4主电路参数的选取 (13)光伏系统最大功率跟踪的方法 (15)逆变器驱动电路 (17)第三章硬件电路 (19)第四章系统软件设计 (21)4.1 基于AT89C51的系统软件设计 (21)4.2 系统的主程序流程图 (24)4.3逆变控制程序设计 (24)4.4中断和键盘子程序设计 (27)参考文献 (31)摘要世界环境的日益恶化和传统能源的日渐枯竭,促使了对新能源的开发和发展。
具有可持续发展的太阳能资源受到了各国的重视,各国相继出台的新能源法对太阳能发展起到推波助澜的作用。
其中,光伏并网发电具有深远的理论价值和现实意义,仅在过去五年,光伏并网电站安装总量已达到数千兆瓦。
而连接光伏阵列和电网的光伏并网逆变器便是整个光伏并网发电系统的关键。
本文根据逆变器结构以及光伏发电阵列特点,提出了基于DC-DC和DC-AC两级并网逆变器的结构。
基于DC-DC和DC-AC电路的相对独立性,分别对DC-DC和DC-AC 进行了分析,重点分析了DC-AC的工作原理。
并网逆变控制器设计是本文的重点,包括逆变器驱动电路的设计、逆变器驱动电路的软件编程以及并网过程中直流侧欠电压、直流侧过电压、交流侧电流等硬件电路的设计。
摘要由于全球能源的逐渐紧张和环境污染的日益严重,清洁的可再生的太阳能越来越受到人们是重视[11]。
太阳能既是一次能源,又是可再生能源。
它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。
为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置,由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。
由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。
简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋提供照明,并为电网供电。
我们主要研究光伏发电系统中的逆变电路而其中的电压型单相全桥逆变电路是我们所要详细研究的对象,.而其中本论文会涉及最大功率跟踪及PWM控制技术全桥逆变电路克服了推挽电路的缺点,功率晶体管调节输出脉冲宽度,输出交流电压的有效值即随之改变。
由于该电路具有续流回路,即使对感性负载,输出电压波形也不会畸变。
几种逆变器的主电路均需要有控制电路来实现一般有方波和正弱波两种控制方式,方波输出的逆变电源电路简单,成本低,但效率低,谐波成份大。
正弦波输出是逆变器的发展趋势,随着微电子技术的发展,有PWM功能的微处理器也已问世,因此正弦波输出的逆变技术已经成熟。
关键词:太阳能;光伏系统;逆变器技术;正弦波输出目录1.绪论............................................................ (1)1.1光伏电池的历史及其工作原理......................................11.2光伏发电系统的国外与国内发展....................................21.3光伏发电系统形式................................................31.4光伏发电系统中逆变器的架构及类型(单相).........................41.5所涉及的逆变器控制技术简介......................................62.光伏系统的组成......................................................62.1光伏系统的中逆变器及控制电路的器件..............................62.2光伏发电系统的模拟电路图.........................................73.光伏并网系统的工作原理...............................................73.1电压型单相全桥逆变电路分析.......................................73.2滤波器的设计.....................................................93.3工频隔离变压器...................................................93.4控制电路-----PWM逆变电路........................................104.PWM型逆变电路......................................................104.1PWM控制算法.....................................................104.2PWM控制方式.....................................................114.3PWM调制方法.....................................................134.4本设计的主要电路及其分析....................................134.4.1交流采样电路.........................................134.4.2采样信号输入与控制信号的输出..........................144.4.3TL C5615的信号控制.....................................154.4.4P WM波形信号处理.......................................164.4.5逆变电路的IGBT控制........................................174.4.6反馈信号的处理.............................................175.软件部分及结论.......................................................195.1MCS-51单片机内部结构.............................................195.2主程序流程图.....................................................215.3SPWM波生成.......................................................215.4电路中频率与相位的控制...........................................22总结.....................................................................22参考文献.................................................................24光伏发电系统逆变技术应用姓名:吕咸洲学号:班别:工商管理14春据记载,人类利用太阳能已经有3000年的历史,但是将太阳能作为一种能源和动力加以利用只有300多年的历史。
中南大学本科生毕业论文(设计)题目基于TMS320F2812的光伏发电系统设计与实现学生姓名指导教师学院信息科学与工程学院专业班级完成时间2012—5-20目录摘要英文摘要第一章绪论1.1 课题的研究背景及意义1.2 光伏发电在国内外的研究现状1。
2。
1 国内光伏发电的现状及前景1。
2.2 国外光伏发电的现状及前景1。
3 本文所做的主要工作第二章光伏并网发电系统的结构和基本原理2.1 光伏并网发电系统的组成2.1。
1 光伏列阵2.1.2 光伏并网逆变器2。
2 光伏并网发电系统MPPT控制策略2。
2.1 光伏列阵输出特性2.2.2 MPPT控制方法2。
3 逆变器的控制策略研究2.3.1 电流跟踪控制策略2.3.2 电压跟踪控制策略2.3。
3 双环控制策略第四章两级式单相光伏并网系统的设计及工作原理3。
1 系统的总体方案3。
2 光伏并网发电系统的工作原理3。
2。
1 前级(DC/DC)电路的工作原理3.2。
2 后级(DC/AC)电路的工作原理3。
3 主电路的设计3.4 控制电路的设计3。
4。
1 TMS320F2812的介绍3.4。
2 数字PI调节器的设计第三章光伏并网发电系统仿真建模4。
1 光伏列阵模块仿真4。
2 MPPT模块仿真4.3 PWM波形成模块仿真4。
4 逆变器控制模块仿真4.5 逆变器跟踪电网控制模块仿真第五章总结与展望5.1 总结5。
2 展望参考文献摘要光伏并网发电系统是可以将太阳能转换成电能并输送到电网上的系统。
近些年来,随着能源紧缺与环境污染问题的日益严重,光伏并网发电系统成为各国研究和发展的热点。
本文的目的就是要设计一套基于TMS320F2812的光伏并网发电系统.本文首先分析了国内外光伏发电现状与发展。
然后以单相并网光伏发电系统为研究对象,对光伏并网发电系统进行了全面的理论分析研究,包括对系统的拓扑结构、控制策略、参数的选择、最大功率点跟踪以及孤岛效应问题等方面作了详细的分析和研究。
毕业设计论文-----基于太阳能光伏发电系统(PVsyst运用) 扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目: 北京市发电系统设计课程: 太阳能光伏发电系统设计专业: 电气工程及其自动化班级: 电气0703 姓名: 严小波指导教师: 夏扬完成日期: 2011年3月11日扬州大学本科生课程设计目录1光伏软件Meteonorm和PVsyst的介绍---------------------------------------------31.1 Meteonorm--------------------------------------------------------------------------31.2 PVsyst-------------------------------------------------------------------------------42中国北京市光照辐射气象资料-------------------------------------------------------113独立光伏系统设计----------------------------------------------------------------------133.1负载计算(功率1kw,2kw,3kw,4kw,5kw)-----------------------------133.2蓄电池容量设计(电压:24V,48V)----------------------------------------133.3太阳能电池板容量设计,倾角设计--------------------------------------------133.4太阳能电池板安装间隔计算及作图。
-----------------------------------------163.5逆变器选型--------------------------------------------------------------------------173.6控制器选型--------------------------------------------------------------------------173.7系统发电量预估--------------------------------------------------------------------182扬州大学本科生课程设计第一章光伏软件介绍一、MeteonormMeteonorm软件是一款分析各地的气象资料软件,包括当地的经度,维度,海拔高度,以及太阳辐射度等重要资料,要想设计当地的光伏发电系统,当地的气象资料必须准确,且完整,Meteonorm软件比较好的提供了各地的气象资料。
摘要随着社会生产的日益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。
地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。
随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。
可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。
其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。
给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。
并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。
文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。
最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。
文章的主要内容如下:1.目前国内外光伏发电的现状和发展前景,并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍,对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
2.研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。
重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素,并得出相应的结论。
3.并网逆变器主要包括DC/DC及DC/AC两部分,文中分析了各部分设计重点,明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点,同时给出了控制及软件实现方法。
4.光伏电池发电输出是非线性的,存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。
本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法,并结合本设计提出了改进方法。
使光伏电池工作于最大输出功率点上,获得高效功率输出。
5.在实际太阳能并网发电系统中,太阳能电池的输出及电网的电压是不断波动的,如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨,重点对“孤岛效应”进行了分析。
光伏发电系统的毕业论文光伏发电系统的毕业论文随着环境保护意识的提高和对可再生能源的需求增加,光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源解决方案,受到了广泛关注。
本篇毕业论文将对光伏发电系统进行深入研究,探讨其原理、技术以及应用前景。
第一部分:光伏发电系统的原理光伏发电系统的核心是太阳能电池板,它能够将太阳光直接转化为电能。
太阳能电池板由多个光伏电池组成,这些电池由半导体材料制成,当光照射到电池上时,光子会激发出电子,形成电流。
通过将多个光伏电池串联或并联,可以获得所需的电压和电流。
第二部分:光伏发电系统的技术光伏发电系统的技术包括太阳能电池板的制造、电池板的布局和组装以及电能的转换和储存等方面。
在太阳能电池板的制造过程中,需要选择合适的半导体材料,并进行切割、清洗、涂覆等工艺。
电池板的布局和组装涉及到电池板的安装角度、朝向以及防尘和防水措施等。
电能的转换和储存主要包括光伏逆变器的使用和电池组的配置。
第三部分:光伏发电系统的应用前景光伏发电系统具有广阔的应用前景。
首先,光伏发电系统可以用于家庭和商业建筑的供电,减少对传统电网的依赖,降低能源成本。
其次,光伏发电系统可以应用于偏远地区和发展中国家,解决电力供应不足的问题,改善当地居民的生活条件。
此外,光伏发电系统还可以应用于交通工具,如太阳能汽车和船只,减少对化石燃料的依赖,降低环境污染。
结论光伏发电系统作为一种清洁、可持续的能源解决方案,具有巨大的潜力和应用前景。
然而,光伏发电系统仍面临一些挑战,如高成本、低效率以及能源储存问题等。
因此,未来的研究应该集中在提高光伏发电系统的效率和降低成本,同时探索更好的能源储存技术。
总之,光伏发电系统是一项重要的研究领域,对于实现可持续发展和减少对化石能源的依赖具有重要意义。
通过深入研究光伏发电系统的原理、技术和应用前景,可以为相关领域的研究和应用提供有益的参考和指导。
希望本篇毕业论文能够对读者对光伏发电系统有更深入的了解,并为未来的研究提供启示。
本科毕业设计论文基于MPPT控制的独立光伏发电系统设计摘要随着时代的发展,人类对能源的需求越来越多,新能源开发是解决能源问题的根本途径,而太阳能光伏发电正是新能源和可再生能源的重要组成部分。
本文主要研究独立光伏发电系统,它有着相当广泛的应用。
独立光伏系统主要包括了光伏电池、蓄电池组、充电器和逆变器四个组成部分,本文对独立光伏系统中的最大功率点跟踪进行深入研究。
本文利用光伏电池的数学模型和等效电路,在MATLAB/Simulink中建立了光伏电池的仿真模型,得到了与实际光伏电池输出特性一致的仿真曲线,为进一步研究最大功率点跟踪打下了基础。
最大功率点跟踪的方法有很多,但是应用最为广泛的是扰动观察法和电导增量法,本文对自适应占空比干扰法进行了详细的分析,给出了算法设计,并建立了光伏电池的仿真模型对算法进行了仿真,仿真结果验证了算法设计的正确。
关键词:独立光伏系统,光伏电池,最大功率点跟踪The Design of Independent Photovoltaic Power Generation System Based on MPPT ControlABSTRACTWith the development of economics and technology, more and more energy is required. Researching and developing new energy is the radical method to resolve the energy problem, and the solar energy is the important composing of the new energy and the renewable energy.Research on the stand-alone photovoltaic system is the main content of this thesis. There is very comprehensive application for the stand-alone photovoltaic system. The stand-alone photovoltaic system is composed of the solar cell, storage battery, charger and inverter. Several key techniques, for instance , the MPPT(Maximum Power Point Tracking) are deeply studied in this thesis. Base on the mathematical model and the equivalent circuit, the solar cell simulation model in MATLAB/Simulink is built in order to research the MPPT, and the curve which is in accordance with the actual solar cell is attained. This work built the base for the further research on MPPT. There are many methods for MPPT, but the P&O(Perturb and Observe) method and the C.I. (Conductance incremental) method are applied most extensively, and these two methods are analyzed in detail. The algorithmic designs of the P&O method and the C.I. method are given in this thesis, and the algorithmic designs are simulated with the model of the solar cell in MATLAB/Simulink, and the result of simulation validated the correctness of the design of the two algorithms. Besides, take the P&O for instance, the factors which can affect the quality of the MPPT are discussed.KEY WORDS:Stand-alone photovoltaic system,Solar cell,MPPT目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 发展光伏发电的意义 (2)1.1.1 保护气候和改善环境 (2)1.1.2 节省空间 (3)1.1.3 增加就业 (3)1.1.4 提供农村电力 (3)1.1.5 中国的特殊需求 (4)1.2 国内外光伏产业的发展及趋势 (4)1.2.1 世界光伏产业发展的现状和趋势 (4)1.2.2 国内光伏产业发展现状和趋势 (5)第2章光伏发电系统 (6)2.1 光伏发电系统的基本组成 (6)2.2 带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成 (6)第3章光伏阵列特性及其仿真模型的研究 (8)3.1 光伏电池的工作原理 (8)3.2 光伏电池等效电路分析 (9)3.3 光伏阵列的Simulink模型 (12)第4章光伏阵列最大功率点跟踪算法的研究 (18)4.1 光伏系统最大功率跟踪的原理 (18)4.2 最大功率跟踪点方法概述 (19)4.3 DC/DC变换电路实现MPPT的原理 (27)4.3.1 Boost变换电路 (28)4.3.2 Boost电路实现光伏阵列MPPT的仿真模型 (30)4.4 自适应占空比干扰观察法 (35)4.4.1 占空比干扰观察法的提出 (35)4.4.2 自适应控制技术介绍 (36)4.4.3 基于自适应控制思想的MPPT方法 (36)4.4.4 光伏阵列MPPT仿真模型的建立 (39)4.4.5 仿真结果与分析 (40)结论 (43)谢辞 (45)参考文献 (46)外文资料翻译 (49)前言长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。
毕业设计(论文)课题名称基于光伏发电的复合电源控制系统设计系部专业班级学号姓名指导教师毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
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图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它摘要本文对复合电源的光伏控制系统进行研究。
复合电源是由超级电容和铅酸电池并联构成,将蓄电池的比能量大和超级电容的比功率大的优点结合到了一起。
超级电容可在电机负载启动的过程中提供强大的电流,避免了因大电流放电而损坏铅酸电池,可延长铅酸电池的使用寿命;在电机制动的过程中反馈的大电流可由超级电容吸收,实现能量的回收,同时又保护了铅酸电池不受大电流的冲击而损坏。
本文的研究内容对复合电源控制系统进行了初步的探索。
在了解复合电源的特性的基础上,了解了复合电源控制系统中需完成的工作任务。
针对独立光伏发电系统的特点,将复合电源储能应用于独立光伏系统中,建立了该系统的仿真模型并设计了相应的控制环节。
并根据复合电源的控制目标,制定了具体的控制方法,在一定的实际平台上进行控制方法的模拟测试以及对系统部分工作模式进行了实际的测试分析。
关键词:复合电源;超级电容;铅酸电池;光伏控制系统AbstractThe hybrid power control system was researched in this paper. The hybrid power system constituted by the battery and the ultracapacitor can combine the advantage of the high energy density of battery and the high power density of ultracapacitor. Ultracapacitor can provide strong current when then motor load is starting in order to avoid the strong current discharge which can destroy the battery and to extend battery life. The feedback of strong current can be absorbed by the ultracapacitor when motor is braking in order to implement the energy recovery and protect the battery from the impact of the strong current. The research in this paper can be used as the initial exploration of hybrid power control system.Based on the understanding of the characteristics of hybrid power system, what the control system of hybrid power is required to complete the task is known. According to the control target of hybrid power system, the specific control methods is formulated, Simulation test is taken for the control methods in practical platform of certain, and some part of the work mode of system is analyzed in the actual test.Key:Composite power supply; ultracapacitor; lead-acid battery; control system目录第1章绪论 ......................................................................................................................... - 1 -1.1 课题的背景及意义..................................................................................................... - 1 -1.2 课题研究的现状(国内以及国外技术研究现状)................................................. - 1 -1.3 课题主要研究方案..................................................................................................... - 2 - 1.4 课题主要研究内容..................................................................................................... - 2 -第2章基于太阳能电池板充电系统控制工作原理......................................................... - 4 -2.1 系统总体框图............................................................................................................. - 4 -2.2 系统工作原理............................................................................................................. - 5 -2.3 系统控制方法分析..................................................................................................... - 6 -2.3.1 继电器控制连接框图 .......................................................................................... - 6 -2.3.2 系统工作模式 ...................................................................................................... - 6 -2.3.3 各工作模式下继电器状态 .................................................................................. - 9 -2.3.4 各工作模式间转换时继电器操作顺序 ............................................................ - 10 -2.4 本章小结................................................................................................................... - 13 -第3章系统控制硬件设计............................................................................................... - 14 -3.1各组成模块介绍........................................................................................................ - 14 -3.1.1独立光伏发电系统工作原理 ............................................................................. - 14 -3.1.2独立光伏发电系统的设计 ................................................................................. - 15 -3.1.3单片机...................................................................................................................- 15 -3.1.4控制器DC-DC变换电路................................................................................... - 15 -3.2单片机控制原理图.................................................................................................... - 16 -3.2.1单片机供电模块 ................................................................................................. - 16 -3.2.2通信模块 ............................................................................................................. - 16 -3.2.3开关量输入隔离模块 ......................................................................................... - 17 -3.2.4电压电流采样模块 ............................................................................................. - 17 -3.2.5 TL494输出PWM控制...................................................................................... - 19 -3.2.6 主回路继电器控制 ............................................................................................ - 19 -3.3 本章小结................................................................................................................... - 19 -第4章系统软件控制方法分析....................................................................................... - 20 -4.1 软件编程环境介绍................................................................................................... - 20 -4.2 软件控制总体流程分析........................................................................................... - 20 -4.3 主程序分析............................................................................................................... - 24 -4.3.1 buck变换器单片机控制系统 ............................................................................ - 24 -4.3.2 boost变换器单片机控制系统 ........................................................................... - 27 -4.4 各部分子程序分析................................................................................................... - 29 -4.4.1 buck变换单片机控制系统 ................................................................................ - 29 -4.4.2 boost变换器单片机控制系统 ........................................................................... - 30 -4.5 本章小结................................................................................................................... - 32 -第5章实验仿真结果与分析........................................................................................... - 33 -5.1 模型条件以及参数................................................................................................... - 33 - 5.2 模式转换控制实验结果分析................................................................................... - 37 - 5.3 本章总结.. (37)全文总结 ............................................................................................................................. - 38 -致谢 ..................................................................................................................................... - 39 -参考文献 ............................................................................................................................. - 40 -第1章绪论1.1 课题背景以及意义为了解决环境污染和能源紧缺的问题,“节能减排”在世界各国政府产业政策中都处于重中之重的地位。