太阳能电池组动态互联变换技术的研究

【摘要】：阴影对太阳能电池组的失配和总体发电效率影响很大。为了解决太阳能电池组的失配问题,本文在研究太阳能电池组阴影失配影响因素的基础上,对这些影响因素进行分析,而后提出了一种结合SOPC(可编程片上系统)技术的动态互联变换技术。能够有效的解决太阳能电池组失配引起的热斑效应,同时提高整个太阳能系统的发电效率。 本文首先对太阳能电池组失配的主要影响因素进行研究分析,其次,在分析主要影响因素的基础上,提出了一种基于FPGA的太阳能电池组动态变换技术,对阴影遮挡的部分进行分离。而后对分离出的主干路和支干路进行专用DC/DC变换,然后对两路DC/DC进行匹配互联。 最后对整体系统进行时序仿真和总体输出效率测试,对得到的数据进行处理分析可以得出,所设计的太阳能电池组动态互联变化系统可以有效解决太阳能电池组失配问题,在阴影失配情况下最大可以提升太阳能电池组28%的转换效率。 【关键词】：可编程片上系统 失配 动态互联
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究的目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 基于FPGA的嵌入式软核NIOSⅡ系统简介10-13
• 1.3.1 NiosⅡ处理器系统10-12
• 1.3.2 NiosⅡ嵌入式软核SOPC系统开发概述12-13
• 1.4 作者的主要工作及内容布置13-14
• 第二章 太阳能电池动态互联变换系统的基本理论14-26
• 2.1 太阳能发电系统组成及类别14-17
• 2.2 太阳能电池阵列阴影失配研究17-20
• 2.2.0 太阳能电池失配现象17-18
• 2.2.1 太阳能电池组阴影失配的形成18
• 2.2.2 太阳能电池阴影失配输出特性18-20
• 2.3 太阳能发电系统中最大功率跟踪的DC/DC专用电路20-26
• 2.3.1 太阳能发电系统最大功率跟踪技术20-22
• 2.3.2 太阳能发电系统常用的基本DC/DC电路22-26
• 第三章 太阳能电池组动态互联系统的硬件设计26-37
• 3.1 动态互联系统的硬件结构图26-27
• 3.2 FPGA选型及其外围电路设计27-30
• 3.2.1 FPGA选型27
• 3.2.2 JTAG和AS配置接口电路27
• 3.2.3 SDRAM接口电路27-29
• 3.2.4 SOPC系统硬件生成29-30
• 3.3 AD采样电路30-31
• 3.4 动态开关互联电路31-32
• 3.5 DC/DC电路设计32-37
• 3.5.1 主干路DC/DC电路32-34
• 3.5.2 支路DC/DC变换电路34-37
• 第4章 太阳能电池组动态互联系统的软件设计37-43
• 4.1 基于NIOSⅡ的FPGA系统开发流程37-38
• 4.2 NIOS Ⅱ软件开发环境38-39
• 4.3 CPU软核的软件设计39-43
• 4.3.1 初始化子程序40
• 4.3.2 AD采集及数据处理子程序40-41
• 4.3.3 DC/DC最大功率跟踪子程序41-43
• 第五章 系统测试与结果分析43-47
• 5.1 动态开关状态测试43-44
• 5.2 总体效率测试及分析44-47
• 总结47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-50

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