基于DSP的太陽能電池陣列模擬器的研究

【摘要】：太陽能作為一種新型的可再生資源受到越來越廣泛的重視，光伏發(fā)電則是太陽能利用中技術(shù)含量最高、最有發(fā)展前途的技術(shù)。但在光伏發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)過程中，光伏發(fā)電實驗會受到日照強度、環(huán)境溫度的影響，從而導(dǎo)致實驗成本過高，研發(fā)周期變長。太陽能電池陣列模擬器的研究可以大大縮短光伏發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)周期，提高研發(fā)效率及研究結(jié)果的可信性。 本文給出了詳細的太陽能電池模型的建立過程，并利用MATLAB工具對該模型進行了仿真，驗證了該模型的正確性，為之后模擬器的研究奠定了基礎(chǔ)。在硬件部分，設(shè)計了由以BUCK電路為主電路拓撲、以基于TMS320LF2407為核心的控制電路，和檢測電路三大模塊構(gòu)成的硬件系統(tǒng)，系統(tǒng)可以達到一定輸出功率（300W）。系統(tǒng)采用全數(shù)字化控制大大的簡化了系統(tǒng)的硬件電路，通過運行軟件對系統(tǒng)的數(shù)字信號進行處理就可以實現(xiàn)對模擬器工作過程的全面控制。 控制策略上利用六折線模型對太陽能電池的I-V特性曲線進行擬合，在此基礎(chǔ)上利用數(shù)值求解法完成負載工作點的確定。系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，電流信號為內(nèi)環(huán)系統(tǒng)的指令控制信號，電壓信號為外環(huán)控制信號。 由于時間有限未能進行調(diào)試，本文給出了試驗的仿真結(jié)果.利用MATLAB對六折線模型、四折線模型和太陽能電池指數(shù)模型分別進行了仿真，仿真結(jié)果表明，六折線模型更適合本文設(shè)計的太陽能電池模擬器，它的各工作點與所要模擬的太陽能電池的輸出I-V特性曲線基本吻合，并且具有良好的動態(tài)性能。另外，系統(tǒng)可以根據(jù)需要選擇所要模擬的太陽能電池陣列的功率。 因此，本系統(tǒng)能夠很好的滿足光伏發(fā)電系統(tǒng)對實驗條件的要求，使光伏發(fā)電實驗在一定程度上不受天氣、輻射度等因素的影響，減少實驗人員的工作量，節(jié)約實驗時間并降低實驗成本。 【關(guān)鍵詞】：太陽能電池 特性曲線 模擬器 BUCK電路 DSP
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題的研究背景11-13
• 1.1.1 可再生能源的開發(fā)與利用11-12
• 1.1.2 我國太陽能資源及利用意義12
• 1.1.3 我國光伏發(fā)電的水平及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀12-13
• 1.2 課題的研究內(nèi)容和意義13-17
• 1.2.1 課題的研究意義13-14
• 1.2.2 太陽能電池模擬器簡介14-17
• 1.3 課題的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 課題的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處18-19
• 2 太陽能電池的數(shù)學(xué)模型19-33
• 2.1 太陽能電池的工作原理19-21
• 2.2 太陽能電池的等效電路21-22
• 2.3 太陽能電池的輸出特性22-26
• 2.3.1 太陽能電池的伏安特性曲線22-24
• 2.3.2 日照因素對伏安特性曲線的影響24-25
• 2.3.3 溫度因素對伏安特性曲線的影響25-26
• 2.4 太陽能電池的數(shù)學(xué)模型26-28
• 2.5 太陽能電池數(shù)學(xué)模型的仿真28-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 3 太陽能電池模擬器的控制策略分析33-43
• 3.1 太陽能電池模擬器33-34
• 3.2 太陽能電池模擬器的負載工作點34-36
• 3.3 尋找負載工作點的控制策略36-39
• 3.3.1 太陽能電池模擬器的控制算法36-38
• 3.3.2 太陽能電池模擬器控制算法的分析與確定38-39
• 3.4 模擬曲線的確定方法39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 太陽能電池模擬器硬件電路設(shè)計43-59
• 4.1 主電路的設(shè)計43-49
• 4.1.1 拓撲結(jié)構(gòu)的選擇43-44
• 4.1.2 主電路的簡要分析44-46
• 4.1.3 主電路總體設(shè)計46
• 4.1.4 電感電容的設(shè)計46-48
• 4.1.5 開關(guān)管保護電路的設(shè)計48-49
• 4.1.6 功率器件的選擇49
• 4.2 采樣電路的設(shè)計49-54
• 4.3 驅(qū)動電路的設(shè)計54-56
• 4.4 DSP 芯片外圍電路56-58
• 4.4.1 電源電路57
• 4.4.2 時鐘電路57-58
• 4.4.3 復(fù)位電路58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 5 太陽能電池模擬器軟件系統(tǒng)設(shè)計59-71
• 5.1 算法設(shè)計59-65
• 5.2 軟件設(shè)計65-69
• 5.2.1 軟件主程序流程圖65-66
• 5.2.2 系統(tǒng)初始化流程66-67
• 5.2.3 AD 采樣子程序流程67-68
• 5.2.4 占空比計算子程序流程68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-71
• 6 太陽能電池模擬器系統(tǒng)仿真71-83
• 6.1 系統(tǒng)的 MATLAB 仿真71-75
• 6.1.1 仿真系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)71-72
• 6.1.2 仿真系統(tǒng)的控制電路模塊72-74
• 6.1.3 仿真系統(tǒng)的主電路模塊74-75
• 6.2 仿真結(jié)果及分析75-82
• 6.2.1 系統(tǒng)的靜態(tài)仿真75-80
• 6.2.2 系統(tǒng)的動態(tài)仿真80-82
• 6.3 本章小節(jié)82-83
• 7 結(jié)論與展望83-85
• 7.1 本文總結(jié)83-84
• 7.2 展望84-85
• 參考文獻85-89
• 作者簡介89-91
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集91

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

光敏絲室探測器 PET 的數(shù)據(jù)快速讀出系統(tǒng)    王永綱,王硯方

一種基于DSP的工頻電測量發(fā)生卡的研制    王江,楊敏,陳亞駿

旋轉(zhuǎn)飛剪DSP控制系統(tǒng)的研究    李優(yōu)新,廉迎戰(zhàn),童懷,何鴻肅,王鴻貴,趙鵬飛

基于DSP的VXI高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)    劉莉,余鋒,汪樂宇

基于現(xiàn)場總線的新型開放式數(shù)控系統(tǒng)研究    王振華,朱國力

用數(shù)字方法實現(xiàn)不同速率信號間的變換    魯昌華,李強

基于DSP并用間接電流控制的新型無功靜止發(fā)生裝置    柳愛美,成曉明,羅安,李正國

基于DSP的有源電力濾波器控制系統(tǒng)研制    何益宏,梁春賢,歐陽

應(yīng)用DSP技術(shù)的磁懸浮系統(tǒng)的研究    孫英,楊鵬,楊素梅

TMS320C8X在CAI系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    胡宏平,胡毅

基于DSP的路燈監(jiān)控視頻捕捉器設(shè)計    甘金明;

基于DSP+FPGA的機場視頻輔助監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計    劉希凌;汪渤;鄭智輝;

基于DSP的棉田雜草實時識別試驗研究    陳樹人;裴文超;尹東富;

基于DSP的心電檢測及自診斷系統(tǒng)的設(shè)計    龔敏;王林泓;龔衛(wèi)國;楊利平;

基于DSP的人臉識別算法實現(xiàn)與優(yōu)化    鄒垚;張超;

A-律μ-律壓擴的DSP實現(xiàn)方法研究    吳慶國;

基于多核DSP的脈沖壓縮算法仿真    高艷濤;張旭東;

A Wavelet Transform Power Harmonic Detection Method based on DSP    

氣體參數(shù)在線調(diào)整裝置的DSP控制系統(tǒng)研究    李斌;孔祥東;董杰;

基于DSP雙余度永磁無刷直流電機啟動的設(shè)計與實現(xiàn)    賈承軍;

網(wǎng)絡(luò)：45nm多核DSP實現(xiàn)下一代無線標準功能    

創(chuàng)造DSP輝煌二十年    小龍

DSP拿得住渠道終端嗎？    本報記者 汪云

DSP與普通MCU的區(qū)別    廣東 秦合城

無線將左右DSP市場    浩軍

寬帶革命挑戰(zhàn)DSP    本報記者 王小慶

臺達DSP-680CBA型電源典型故障檢修(上)    山東 孫海善 蔣海燕

DSP的應(yīng)用只是開始    本報記者 王小慶

分析師縱觀2001年DSP市場    

我DSP市場銷售額保持年增40%    CCID-MRD微電子研究所

改進的離散余弦反變換迭代算法研究與音頻DSP核設(shè)計    李輝

基于DSP的自動平衡控制理論與方法研究    趙慶亮

基于多核DSP的實時圖像處理平臺研究    孫科林

H.264運動估計快速算法研究及編碼器DSP實現(xiàn)    王洪君

智能相機的設(shè)計研究    肖傳偉

永磁同步電機伺服系統(tǒng)控制策略的研究    林偉杰

數(shù)字式噪聲目標被動測距聲納研究    宋新見

100Gbps PM-（D）QPSK相干光傳輸系統(tǒng)DSP算法研究    周嫻

基于聲信號檢測的管道TPD預(yù)警系統(tǒng)研究    王強

電容式濕度傳感器測試方法與測試系統(tǒng)研究    丁喜波

基于DSP的發(fā)動機試驗臺測控系統(tǒng)研究    萬樂生

基于DSP的虹膜采集與識別裝置的研究    張吉

基于DSP和PCI的箭地接口卡設(shè)計    李波

基于DSP的野外火災(zāi)圖像識別的研究    顧俊俊

一種基于DSP的監(jiān)測系統(tǒng)研究與開發(fā)    喻顯茂

基于DSP無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)    楊忠

基于DSP的海上油膜厚度測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究    劉鵬程

FT-Matrix DSP向量定點MAC單元的設(shè)計與實現(xiàn)    謝剛

一種DSP建模調(diào)試及代碼生成工具的設(shè)計與實現(xiàn)    王巍

基于DSP的視覺圖像處理研究    劉巍偉