發(fā)布時間：2018-01-05 04:16

  本文關鍵詞：獨立光伏系統(tǒng)充電控制器的設計　出處：《廈門理工學院》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 獨立光伏 MPPT 充電控制 鉛酸蓄電池

【摘要】：在能源快速消耗和環(huán)境問題日益嚴重的今天,太陽能因清潔、可再生等優(yōu)點,深受人們關注,光伏發(fā)電作為太陽能的一種有效利用方式,得到了迅速的發(fā)展。最大功率點追蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技術能夠最大化的將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,提高光伏發(fā)電效率,因而在光伏發(fā)電系統(tǒng)中獲得普遍應用,具體表現(xiàn)在三個方面:一是采用MPPT技術直接為負載供電;二是利用MPPT技術對蓄電池進行充電;三是在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中利用MPPT技術對電網(wǎng)輸送電能。本文以獨立光伏系統(tǒng)對鉛酸蓄電池充電作為研究對象,針對光伏電池最大功率追蹤和蓄電池充電方法等一些關鍵技術進行了研究,提出了一種以飛思卡爾MK02單片機為控制芯片的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。文中首先介紹了太陽能電池的工作原理和輸出特性,對傳統(tǒng)的MPPT的原理和實現(xiàn)方法的優(yōu)缺點進行了對比分析,本文的MPPT方法采用了一種通過獲取DC/DC電路最大輸出電流實現(xiàn),該方法控制實現(xiàn)更為簡單且能有效降低硬件成本。同時,也對鉛酸蓄電池的充電方法進行了深入的探索,在傳統(tǒng)三階段充電方法上,結(jié)合光伏系統(tǒng)最大功率的特殊背景,提出了一種三段式的光伏充電方法,在最大功率追蹤過程中加入了限流功能,防止過流充電對蓄電池構(gòu)成損壞。其次,選用BUCK拓撲結(jié)構(gòu)作為主功率電路,介紹了調(diào)節(jié)占空比以實現(xiàn)光伏電池最大功率輸出的原理,還對控制電路部分進行了設計,其中詳細介紹了基于UC3843的反激式電源的設計。此外,結(jié)合飛思卡爾官方提供的軟件開發(fā)工具,完成了最大功率追蹤算法和充電算法軟件代碼的編寫,論文給出了有關程序的流程圖。最后,搭建系統(tǒng)測試平臺,利用太陽能光伏模擬器和光伏陣列對最大功率追蹤和三段式充電進行了驗證。測試結(jié)果表明本文的算法能夠?qū)崿F(xiàn)對最大功率的準確追蹤,充電電流也能控制在限定的范圍之內(nèi),且能夠根據(jù)蓄電池的電壓狀態(tài)切換到對應的充電階段,證實了論文所提出的設計方案是切實可行的。
[Abstract]:With the rapid consumption of energy and the increasingly serious environmental problems, solar energy, due to the advantages of clean, renewable and so on, is deeply concerned by people. Photovoltaic power generation as an effective use of solar energy. The maximum Power Point tracking (MPPTT) technology maximizes the conversion of solar energy to electricity. Improve the efficiency of photovoltaic generation, so it has been widely used in photovoltaic power generation system, the specific performance in three aspects: first, the use of MPPT technology directly for load supply; Second, using MPPT technology to charge the battery; The third is the use of MPPT technology to transmit electricity to the power grid in the photovoltaic grid-connected system. This paper takes the independent photovoltaic system to charge the lead-acid battery as the research object. Some key technologies such as maximum power tracking and battery charging are studied. An independent photovoltaic system with Freescale MK02 microcontroller as the control chip is proposed. The working principle and output characteristics of the solar cell are first introduced in this paper. The advantages and disadvantages of the traditional MPPT principle and realization method are compared and analyzed. The MPPT method in this paper is realized by obtaining the maximum output current of the DC/DC circuit. This method is more simple to realize and can effectively reduce the cost of hardware. At the same time, the charging method of lead-acid battery is deeply explored, in the traditional three-stage charging method. Combined with the special background of the maximum power of photovoltaic system, a three-stage photovoltaic charging method is proposed. In the process of maximum power tracking, the current limiting function is added to prevent overcurrent charging from damage to the battery. Secondly. BUCK topology is selected as the main power circuit. The principle of adjusting duty cycle to realize the maximum power output of photovoltaic cell is introduced. The control circuit is also designed. The design of flyback power supply based on UC3843 is introduced in detail. In addition, the maximum power tracking algorithm and the software code of charging algorithm are completed in combination with the software development tools provided by Freescale. The flow chart of the program is given in this paper. Finally, the system testing platform is built. The maximum power tracking and three-stage charging are verified by solar photovoltaic simulator and photovoltaic array. The test results show that the proposed algorithm can accurately track the maximum power. The charging current can also be controlled within a limited range and can be switched to the corresponding charging stage according to the voltage state of the battery, which proves the feasibility of the design scheme proposed in this paper.
【學位授予單位】：廈門理工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM615;TM910.6

【參考文獻】

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本文編號：1381530