具有以太网接口的独立光伏发电系统的研究

【摘要】：光伏发电以其能提高可再生能源利用率、改善生态、保护环境等独特优势,将成为未来电力结构中的重要组成部分。目前在我国,独立光伏发电系统仍占据重要地位,它们主要应用于无电地区的电力建设以及电信、电力、石油等工业部门通讯设备的备用电源系统,另外在一些突发公共事件的应急中光伏发电也突显其作用,为我国电力、工业建设做出了重要贡献,然而这些系统很少配备微机监控系统,不能实时了解光伏发电系统的数据以及各部分运行状态。 基于以上问题,本文为独立光伏发电系统配备了微机监控系统,并将以太网接口用于独立光伏发电系统中,实现系统的网络监控。本文介绍了具有以太网接口的独立光伏发电系统的硬件、软件设计过程,主要分四个部来介绍整个系统的实现过程：1、太阳能电池特性及MPPT算法；2、独立光伏发电系统的设计,主要包括充放电控制器及正弦波光伏逆变器的设计；3、独立光伏发电系统通信部分设计,包括采用精简TCP/IP协议栈实现光伏数据的网络通信以及Atmega48与TMS320LF2407之间的SPI通信；4、上位机Visual Basic监控软件的设计。最终经过对整个系统的调试与运行,实现了对独立光伏发电系统的网络监控。在论文的结尾,还提出了一些不足和有待进一步改进研究的问题。 【关键词】：独立光伏系统 MPPT 充放电控制器 逆变器 以太网
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 江南体育在线直播观看 发电系统组成及其发展趋势14-15
• 1.2.1 江南体育在线直播观看 发电系统组成14-15
• 1.2.2 我国江南体育在线直播观看 发电发展趋势15
• 1.3 独立光伏发电系统的应用及研究现状15-16
• 1.3.1 独立光伏发电系统应用15-16
• 1.3.2 独立光伏发电系统研究现状16
• 1.4 以太网在独立光伏发电系统中的应用16-17
• 1.5 论文主要的研究内容与任务17-19
• 第二章 太阳能电池特性及其最大功率点跟踪控制19-27
• 2.1 太阳能电池19-22
• 2.1.1 太阳能电池的工作原理19-20
• 2.1.2 太阳能电池输出特性20-22
• 2.2 太阳能电池的MPPT功能研究22-24
• 2.2.1 太阳能电池MPPT原理22
• 2.2.2 太阳能电池MPPT方法22-24
• 2.3 MPPT控制算法仿真24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 独立光伏发电系统设计27-43
• 3.1 具有MPPT功能控制器27-33
• 3.1.1 控制器硬件设计方案27-31
• 3.1.2 控制器控制策略的实现31-33
• 3.2 独立光伏发电系统正弦波逆变器33-42
• 3.2.1 正弦波逆变器的硬件方案33-34
• 3.2.2 正弦波逆变器硬件设计34-36
• 3.2.3 逆变器控制策略36-41
• 3.2.4 实验得出波形41-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 独立光伏发电系统通信设计43-67
• 4.1 以太网(Ethernet)及TCP/IP协议介绍43-44
• 4.1.1 以太网(Ethernet)概述43
• 4.1.2 TCP/IP通信协议介绍43-44
• 4.2 独立光伏发电系统以太网接口设计44-53
• 4.2.1 RTL8019AS以太网控制芯片介绍44-47
• 4.2.2 独立光伏发电系统以太网接口电路硬件设计47-50
• 4.2.3 RTL8019AS以太网控制芯片驱动50-53
• 4.3 TCP/IP协议栈在TMS320LF2407上的实现53-64
• 4.3.1 精简TCP/IP协议链路层54-56
• 4.3.2 精简TCP/IP协议网络层56-60
• 4.3.3 精简TCP/IP协议传输层60-62
• 4.3.4 精简TCP/IP协议应用层62
• 4.3.5 整个精简TCP/IP协议在TMS320LF2407上的实现62-64
• 4.4 ATmega48与TMS320LF2407的SPI通信实现64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 上位机Visual Basic监控软件开发67-77
• 5.1 Visual Basic 6.0介绍67-68
• 5.2 操作界面的设计68-71
• 5.3 Access数据库的建立及使用ADO控件对数据库进行访问和浏览71-73
• 5.4 VB监控软件中以太网通信功能的实现73-75
• 5.5 本章小结75-77
• 第六章 系统的调试与运行77-81
• 6.1 上位机接收下位机传送的数据77-78
• 6.2 显示数据78-79
• 6.3 数据曲线79-80
• 6.4 本章小结80-81
• 第七章 总结与展望81-83
• 7.1 总结81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 附录1 精简的TCP/IP协议栈在TMS320LF2407上的实现程序87-95
• 附录2 上位机VB监控系统部分程序95-103
• 致谢103-105
• 作者简介及读研期间发表论文情况105

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