本文關(guān)鍵詞：數(shù)字式光伏陣列模擬器的研究與設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光伏發(fā)電系統(tǒng)或裝置在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中直接使用光伏陣列有著諸多不便。本文研究的數(shù)字式光伏陣列模擬器可以代替實(shí)際的光伏陣列用于實(shí)驗(yàn)室的研究和測(cè)試。論文首先分析了光伏陣列的工作原理并在此基礎(chǔ)上建立了光伏陣列的等效電路。詳細(xì)推導(dǎo)了光伏陣列數(shù)學(xué)模型并將其進(jìn)一步簡(jiǎn)化成光伏陣列工程用數(shù)學(xué)模型,以方便工程實(shí)際應(yīng)用。利用Matlab/Simulink對(duì)光伏陣列工程用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。其次針對(duì)現(xiàn)有光伏陣列輸出特性曲線分段擬合方法中分段點(diǎn)需要憑觀察和經(jīng)驗(yàn)來人工確定、每一分段擬合函數(shù)的確定方法比較粗糙以及手工計(jì)算耗時(shí)且容易出錯(cuò)的問題,對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)分段擬合方法做出了改進(jìn),提出了自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合方法并將其應(yīng)用于光伏陣列輸出特性曲線的擬合上。論文詳細(xì)給出了該擬合方法的具體算法,通過兩個(gè)算例,與文獻(xiàn)中現(xiàn)有的分段擬合方法進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明該方法在同等條件下有更高的擬合精度,擬合結(jié)果在分段點(diǎn)連續(xù),且由于采用廣義逆求最小二乘解,在很大程度上簡(jiǎn)化了數(shù)學(xué)推導(dǎo)和編程實(shí)現(xiàn)。最后,基于BUCK變換器和TMS320F2812設(shè)計(jì)了一種數(shù)字式光伏陣列模擬器。給出了模擬器對(duì)主電路拓?fù)涞囊蠛椭麟娐犯髟考挠?jì)算、選型的過程,以及控制電路各部分的設(shè)計(jì)方案,并且詳細(xì)闡述了模擬器的控制算法及其軟件實(shí)現(xiàn)。在Matlab/Simulink下進(jìn)行了原理性驗(yàn)證并對(duì)制作調(diào)試好的樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的數(shù)字式光伏陣列模擬器能夠很好地模擬光伏陣列的輸出特性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字式光伏陣列模擬器 自動(dòng)分段擬合 BUCK TMS320F2812
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 能源發(fā)展與太陽能利用12
• 1.2 光伏發(fā)電及其發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 光伏發(fā)電的原理12-13
• 1.2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類13
• 1.2.3 光伏發(fā)電的特點(diǎn)13-15
• 1.2.4 光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 光伏陣列模擬器的研究背景和現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 光伏陣列模擬器的研究背景16
• 1.3.2 光伏陣列模擬器的分類及研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 論文的主要內(nèi)容與章節(jié)安排17-19
• 第二章 光伏陣列建模與仿真19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 光伏陣列的等效電路19-20
• 2.3 光伏陣列的工程用數(shù)學(xué)模型20-24
• 2.4 光伏陣列工程用數(shù)學(xué)模型的仿真分析24-28
• 2.4.1 光伏陣列輸出特性曲線和功率曲線的仿真24-26
• 2.4.2 溫度改變對(duì)光伏陣列輸出影響的仿真26-27
• 2.4.3 光照強(qiáng)度改變對(duì)光伏陣列輸出影響的仿真27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 光伏陣列輸出特性曲線的自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合的研究意義29-31
• 3.2.1 光伏陣列模擬器對(duì)于計(jì)算速度的要求29
• 3.2.2 光伏陣列模擬器輸出特性曲線生成的方法29-30
• 3.2.3 擬合法的不足及自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合30-31
• 3.3 自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合的算法31-33
• 3.3.1 擬合結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義31
• 3.3.2 自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合的步驟31-32
• 3.3.3 最小二乘擬合的廣義逆解法32-33
• 3.4 自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合的算例分析33-38
• 3.5 自動(dòng)分段多項(xiàng)式擬合在光伏陣列模擬器中的應(yīng)用38-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第四章 主電路設(shè)計(jì)42-55
• 4.1 引言42
• 4.2 主電路拓?fù)?/span>42-47
• 4.2.1 模擬器對(duì)主電路的要求42
• 4.2.2 主電路拓?fù)涞姆诸?/span>42-47
• 4.3 BUCK變換器47-51
• 4.3.1 BUCK變換器的工作原理（CCM）48-50
• 4.3.2 BUCK變換器的工作原理（DCM）50-51
• 4.3.3 BUCK變換器的工作原理（BCM）51
• 4.4 主要器件選擇與參數(shù)計(jì)算51-54
• 4.4.1 儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算52
• 4.4.2 輸出濾波電容的計(jì)算52-53
• 4.4.3 開關(guān)管的選型53
• 4.4.4 整流二極管的選型53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)55-69
• 5.1 引言55
• 5.2 檢測(cè)與控制電路設(shè)計(jì)55-60
• 5.2.1 控制器芯片的概述55
• 5.2.2 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)55-57
• 5.2.3 電壓檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)57-58
• 5.2.4 電流檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.5 系統(tǒng)供電電路的設(shè)計(jì)59-60
• 5.3 控制算法60-68
• 5.3.1 控制系統(tǒng)工作原理60-61
• 5.3.2 軟件設(shè)計(jì)61-66
• 5.3.3 程序流程66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析69-80
• 6.1 引言69
• 6.2 仿真分析69-75
• 6.2.1 靜態(tài)特性仿真69-71
• 6.2.2 動(dòng)態(tài)特性仿真71-75
• 6.3 實(shí)驗(yàn)分析75-79
• 6.3.1 開環(huán)實(shí)驗(yàn)76-77
• 6.3.2 閉環(huán)實(shí)驗(yàn)77-79
• 6.4 本章小結(jié)79-80
• 第七章 結(jié)束語80-83
• 7.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)80-81
• 7.2 后續(xù)研究工作81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 附錄 1硬件電路原理圖87-88
• 附錄 2 DSP主要程序88-91
• 致謝91-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文92-93
• 附件93-95

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