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光伏电源控制器的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:24:31
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光伏电源控制器的研究【摘要】:随着全球能源危机的加剧,各国都在大力发展新能源,清洁高效的太阳能发电技术正越来越受到人们的重视。光伏电源的研究可以高效的利用太阳能这种绿色清洁能源,因

【摘要】: 随着全球能源危机的加剧,各国都在大力发展新能源,清洁高效的太阳能发电技术正越来越受到人们的重视。光伏电源的研究可以高效的利用太阳能这种绿色清洁能源,因此有关于光伏电源发电技术的研究正成为发展的趋势和热点。但是,与传统的发电技术相比,其昂贵的价格成为其推广应用的瓶颈。为了降低太阳能发电系统的成本,需要对太阳能系统进行深入研究,寻找有效途径提高太阳能电池的利用率,并提高电能的转换效率,以提高整体系统的性价比。 本论文在分析了光伏电源发电国内外进展的基础上,分析了单相光伏电源发电系统的组成结构和工作原理。在分析了不同控制策略的优缺点的基础上,采用电流跟踪控制和电网电压前馈控制的策略,对控制系统进行了数学建模。设计并制作了基于光伏并网发电系统的硬件电路,包括系统的主电路、信号的采样与处理电路、PWM及SPWM信号的隔离与驱动电路以及电源电路。对这些电路的工作过程进行了详细的分析,对电路中的参数进行了计算,完成了硬件电路的制作与实验调试。研究了最大功率点跟踪控制(MPPT)的原理和方法,并采用观察干扰法来实现光伏阵列的最大功率点跟踪。 【关键词】:太阳能 光伏电源 PWM MPPT
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM571;TM615
【目录】:
  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-8
  • 第一章 综述8-15
  • 1.1 课题研究背景8-10
  • 1.2 国内外研究进展10-14
  • 1.2.1 国外研究现状10-12
  • 1.2.2 国内研究现状12-14
  • 1.3 本论文的研究思路14-15
  • 第二章 光伏电源系统总体方案设计15-23
  • 2.1 光伏电源模拟装置系统框图15
  • 2.2 硅太阳电池的性能特点15-19
  • 2.3 太阳能电池的模拟技术19-20
  • 2.4 电源变换器设计方案20-21
  • 2.5 逆变器设计方案21-23
  • 第三章 光伏电源系统建模与控制策略研究23-49
  • 3.1 系统的总体设计23-25
  • 3.1.1 光伏电源系统的组成23-24
  • 3.1.2 光伏电源控制系统的数学模型24-25
  • 3.2 光伏电池模型特性及最大功率点跟踪25-30
  • 3.2.1 光伏电池建模25-26
  • 3.2.2 光伏组建方阵设计及MPPT26
  • 3.2.3 最大功率点跟踪控制的研究26-30
  • 3.3 全桥逆变电路的建模与控制策略分析30-33
  • 3.3.1 PID 数字控制30-32
  • 3.3.2 全桥逆变电路的数学模型32-33
  • 3.4 PWM 信号的生成方法33-36
  • 3.5 BOOST 变换器模块36-42
  • 3.6 加入 PI 反馈控制器的 Boost 电路42-44
  • 3.7 SPWM 波形生成模块44-49
  • 第四章 硬件电路设计49-56
  • 4.1 系统主电路设计49-50
  • 4.2 桥式逆变器模块设计50-51
  • 4.3 控制电路设计51-56
  • 4.3.1 辅助电源设计51-52
  • 4.3.2 IGBT 与 MOSFET 驱动电路设计52-53
  • 4.3.3 桥式 MOSFET 驱动电路设计53-54
  • 4.3.4 反馈电路设计54-55
  • 4.3.5 核心控制器MSP430F24755-56
  • 第五章 系统仿真及仿真结果分析56-62
  • 5.1 逆变电路仿真分析56-60
  • 5.2 MPPT 仿真分析60-62
  • 第六章 总结和展望62-63
  • 6.1 全文的总结62
  • 6.2 展望和后续的相关工作62-63
  • 参考文献63-65
  • 附件一:光伏驱动部分PCB 图65-66
  • 附件二:逆变桥部分PCB 图66-67
  • 附件三:反馈电路部分PCB 图67-68
  • 附件四:光伏电源模拟装置实物图68-69
  • 发表论文和科研情况说明69-70
  • 致谢70-71


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