發(fā)布時間：2017-08-04 17:14

  本文關(guān)鍵詞：基于DSP控制的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計

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【摘要】：能源,是人類不斷向前進(jìn)步的基礎(chǔ),對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著至關(guān)重要的作用,然而在世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中,全球能源總體消耗數(shù)量更是越來越大。太陽能作為最具潛力的可再生能源,它的發(fā)展與利用必將為人類社會的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。本文以DSP作為控制平臺設(shè)計了一種小型獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。文章首先分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并對光伏電池的基本工作原理與等效電路作了充分分析;其次,闡述了最大功率點跟蹤原理,在BOOST電路的基礎(chǔ)上對常用的MPPT算法進(jìn)行了仿真;最后,選取“推挽升壓結(jié)合全橋逆變”的總體設(shè)計方案。在推挽變換電路的設(shè)計里詳細(xì)描述了各個元器件的參數(shù)選型,設(shè)計了前級控制電路、電壓反饋電路以及高頻變壓器等,其中PWM驅(qū)動信號結(jié)合了圖騰柱式結(jié)構(gòu)以增加驅(qū)動效果;在逆變電路中,將單相全橋結(jié)構(gòu)作為主電路的核心,同時給出了功率開關(guān)管與濾波器的選型,并設(shè)計了驅(qū)動電路、過流保護(hù)以及逆變采樣電路。在軟件設(shè)計中,實現(xiàn)了SPWM驅(qū)動信號的產(chǎn)生以及PI閉環(huán)反饋控制。為了進(jìn)行實驗驗證,制作了一臺功率為500W的試驗樣機,其結(jié)果證明了本文的設(shè)計方案是可行的。
【關(guān)鍵詞】：光伏電池 最大功率點跟蹤 DSP 推挽電路 SPWM
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 緒論7-13
• 1.1 課題研究的背景及意義7
• 1.2 光伏發(fā)電的特點7-8
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展8-9
• 1.3.1 國外光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及展望8-9
• 1.3.2 國內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及展望9
• 1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述9-11
• 1.4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類9-11
• 1.4.2 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)11
• 1.5 本文的主要工作11-13
• 2 光伏電池與最大功率點跟蹤13-30
• 2.1 光伏電池的工作原理及等效電路13-15
• 2.1.1 光伏電池的工作原理13-14
• 2.1.2 光伏電池的等效電路14-15
• 2.2 光伏電池輸出特性仿真及蓄電池15-19
• 2.2.1 光伏電池的仿真建模15-17
• 2.2.2 光伏電池的輸出特性17-18
• 2.2.3 蓄電池18-19
• 2.3 最大功率點跟蹤技術(shù)19-20
• 2.3.1 最大功率點跟蹤的原理19
• 2.3.2 DC-DC變換器19-20
• 2.4 常見的最大功率點跟蹤算法及其仿真20-29
• 2.4.1 擾動觀察法及其仿真21-23
• 2.4.2 電導(dǎo)增量法及其仿真23-25
• 2.4.3 固定電流法結(jié)合擾動觀察法的原理及其仿真25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 系統(tǒng)前級硬件電路設(shè)計30-41
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計30
• 3.2 推挽升壓電路設(shè)計30-36
• 3.2.1 推挽電路工作原理分析30-32
• 3.2.2 前級控制電路的設(shè)計32-34
• 3.2.3 電壓反饋電路的設(shè)計34-36
• 3.3 電路參數(shù)設(shè)計36-40
• 3.3.1 高頻變壓器設(shè)計36-38
• 3.3.2 功率開關(guān)管的選取38
• 3.3.3 整流二極管的選取38-39
• 3.3.4 前級輸出濾波器的設(shè)計39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 系統(tǒng)后級逆變電路設(shè)計41-53
• 4.1 主電路結(jié)構(gòu)與SPWM簡介41-43
• 4.2 逆變環(huán)節(jié)參數(shù)選擇43-46
• 4.2.1 逆變電路功率開關(guān)管的選型43
• 4.2.2 輸出濾波器的設(shè)計43-46
• 4.3 驅(qū)動與保護(hù)電路的設(shè)計46-49
• 4.3.1 驅(qū)動電路的設(shè)計46-48
• 4.3.2 保護(hù)電路的設(shè)計48-49
• 4.4 逆變器采樣電路的設(shè)計49-50
• 4.5 輸出電壓恒值控制50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 5 基于DSP控制的軟件設(shè)計與實驗分析53-63
• 5.1 控制芯片TMS320F2812DSP的簡介53
• 5.2 軟件設(shè)計概述53-56
• 5.2.1 帶有MPPT算法的蓄電池充電程序55-56
• 5.2.2 SPWM流程圖56
• 5.3 實驗結(jié)果56-61
• 5.3.1 光伏電池輸出特性與前級DC-DC波形分析56-59
• 5.3.2 后級DC-AC波形分析59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-63
• 6 結(jié)論63-64
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 附錄68-69
• 附錄Ⅰ 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文68
• 附錄Ⅱ 硬件實驗電路68-69
• 附錄Ⅲ 樣機部分電路原理圖69

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：620760