基于TMS320F2812的獨(dú)立式光伏發(fā)電控制器的研究

【摘要】：能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)。而傳統(tǒng)的煤、石油、天然氣等不可再生能源不但儲(chǔ)量有限而且會(huì)污染環(huán)境,因此,新型能源的開發(fā)已經(jīng)是人類社會(huì)面臨的主要問(wèn)題。太陽(yáng)能作為一種清潔、可再生、取之不盡的新型能源已成為21世紀(jì)的主導(dǎo)能源,而目前光伏發(fā)電是太陽(yáng)能應(yīng)用的主流方式,但光伏發(fā)電效率問(wèn)題已是全世界需要共同解決的問(wèn)題。 本文研究了一種基于TMS320F2812的獨(dú)立式光伏發(fā)電控制器,該控制器主要集成了MPPT和SPWM算法,為了使光伏電池達(dá)到最大功率點(diǎn),比較了幾種常用MPPT算法的優(yōu)缺點(diǎn),并通過(guò)MATLAB對(duì)光伏電池以及MPPT算法進(jìn)行建模分析,得到光伏電池加入MPPT算法后最大功率輸出特性,通過(guò)比較溫度、光照突變情況下擾動(dòng)觀察法和改進(jìn)的電導(dǎo)增量法的波形輸出特性,確定了改進(jìn)的電導(dǎo)增量法作為MPPT算法；為了使系統(tǒng)簡(jiǎn)單穩(wěn)定,選用單級(jí)可升壓逆變器作為交流輸出電路,該電路采用大電感、大電容的充放電達(dá)到升壓的目的,并加入帶有直通零矢量的SPWM算法,該算法也是基于此電路而設(shè)計(jì)的,通過(guò)改變直通零矢量的時(shí)間間隔可達(dá)到升壓可調(diào)的目的。通過(guò)RS485總線與上位機(jī)建立連接,由上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控控制器的各個(gè)參數(shù),并將所有參數(shù)信息顯示在由C#編寫的上位機(jī)軟件上,該軟件通過(guò)ADO.NET與SQLserver2008數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接,將所有數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中,便于以后查詢分析。 通過(guò)仿真分析,本論文采用的改進(jìn)的電導(dǎo)增量MPPT算法,能在外界環(huán)境發(fā)生突變的情況下迅速達(dá)到并穩(wěn)定在最大功率點(diǎn)附近,提高了太陽(yáng)能的利用率,采用的帶有直通零矢量的SPWM算法使逆變器輸出穩(wěn)定可靠,而且加入上位機(jī)監(jiān)控,節(jié)省了人工檢修的成本,間接提高了光伏發(fā)電的效率。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 控制器 MPPT TMS320F2812 SPWM 遠(yuǎn)程控制
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與不足13-15
• 1.3 本論文的主要工作15-16
• 2 獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)組成16-30
• 2.1 太陽(yáng)能電池16-18
• 2.1.1 太陽(yáng)能電池的分類16-17
• 2.1.2 太陽(yáng)能電池的基本原理17-18
• 2.2 蓄電池18-20
• 2.2.1 影響蓄電池壽命的因素19-20
• 2.2.2 蓄電池充放電特性20
• 2.3 控制器20-23
• 2.4 升壓逆變器23-26
• 2.4.1 升壓逆變器主電路23-24
• 2.4.2 升壓逆變器控制方式24-26
• 2.5 遠(yuǎn)程監(jiān)控26-28
• 2.5.1 C#語(yǔ)言和.NET framework26-27
• 2.5.2 SQL Server 2008和ADO.NET27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 3 光伏陣列輸出特性以及MPPT算法研究30-50
• 3.1 光伏陣列輸出特性30-35
• 3.1.1 光伏陣列基本特性30
• 3.1.2 建立光伏陣列等效電路30-31
• 3.1.3 光伏陣列模型搭建及仿真31-35
• 3.2 最大功率點(diǎn)跟蹤算法分析及建模仿真35-48
• 3.2.1 光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤原理35-36
• 3.2.2 幾種MPPT算法分析36-41
• 3.2.3 DC/DC變換器41-43
• 3.2.4 光伏陣列MPPT算法建模43-45
• 3.2.5 MPPT算法仿真結(jié)果及分析45-48
• 3.3 本章小結(jié)48-50
• 4 控制器硬件設(shè)計(jì)50-62
• 4.1 控制器總體結(jié)構(gòu)50-51
• 4.2 主控模塊硬件設(shè)計(jì)51-59
• 4.2.1 主控芯片電路設(shè)計(jì)51-52
• 4.2.2 電源電路設(shè)計(jì)52-54
• 4.2.3 上位機(jī)通信電路設(shè)計(jì)54
• 4.2.4 測(cè)溫電路設(shè)計(jì)54-56
• 4.2.5 電壓采樣電路設(shè)計(jì)56-57
• 4.2.6 電流采樣電路設(shè)計(jì)57-58
• 4.2.7 報(bào)警電路設(shè)計(jì)58-59
• 4.3 功率模塊電路59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 控制器軟件設(shè)計(jì)62-72
• 5.1 CCS v4開發(fā)軟件簡(jiǎn)介62
• 5.2 主控模塊程序設(shè)計(jì)62-67
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)63-64
• 5.2.2 充放電控制程序設(shè)計(jì)64
• 5.2.3 遠(yuǎn)程通信程序設(shè)計(jì)64-65
• 5.2.4 A/D采樣程序設(shè)計(jì)65-67
• 5.3 功率模塊程序設(shè)計(jì)67-68
• 5.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控界面設(shè)計(jì)68-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 論文總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 致謝76-78
• 作者簡(jiǎn)介78

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

新型單級(jí)可升壓逆變器    楊奇;黃文新;胡育文;周玉斐;卜飛飛;

基于步進(jìn)電機(jī)的太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)    馬健;向平;趙衛(wèi)鳳;畢玉慶;

DC-DC開關(guān)變換器開關(guān)工作頻率設(shè)計(jì)    皇金鋒;

基于MATLAB/Simulink的光伏模糊最大功率點(diǎn)跟蹤控制的研究    胡德安;韓新峰;彭莉萍;李利翔;張萬(wàn)年;

基于DSP的獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究    寧鐸;張婷;李斌;張劍莉;

基于電導(dǎo)增量法MPPT仿真研究    張翔;王時(shí)勝;余運(yùn)俊;鄧華;

光伏電池模型特性研究    張鵬;

基于MATLAB的光伏MPPT仿真研究    張紅光;宋吉江;翟義成;陳潔;劉圓圓;

一種太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤的算法研究    唐敏;任奇;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)    郭忠文;

高精度雙軸太陽(yáng)跟蹤控制器設(shè)計(jì)    周培濤;李成貴;劉紹宗;姚剛;

光伏電站電能采集系統(tǒng)的發(fā)電模型及參數(shù)率定    章堅(jiān)民;章謙之;王娜;鄭凌蔚;謝小高;

基于GPS的太陽(yáng)位置SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)    姬志飛;張勇;聶萍;陳學(xué)文;

基于步進(jìn)電機(jī)的太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的研究    馬正華;孔丹;徐守坤;

光伏發(fā)電系統(tǒng)模型綜述    劉東冉;陳樹勇;馬敏;王皓懷;侯俊賢;馬世英;

光伏電池建模及其輸出特性仿真    王琴;姜豐;鐘清瑤;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)模擬裝置的研究    彭其澤;張全柱;

一種基于GPS的新型太陽(yáng)光全自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    李紅艷;李建鵬;姬志飛;馮德軍;

太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤機(jī)器人    費(fèi)敏;毛麗民;張?bào)揖?陸郁民;

多路輸出單端反激開關(guān)變換器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    皇金鋒;

我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)及決策研究    朱震宇

冶金法制備太陽(yáng)能級(jí)硅過(guò)程中氧化精煉除硼應(yīng)用基礎(chǔ)研究    伍繼君

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制和孤島故障檢測(cè)    吳志鵬

太陽(yáng)能級(jí)晶體硅切割廢料漿中硅和碳化硅的回收研究    郭菁

太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    方建鋼

面向電網(wǎng)公司的光伏電站監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    王娜

太陽(yáng)能光伏發(fā)電及其并網(wǎng)控制技術(shù)的研究    吳麗紅

電動(dòng)自行車的太陽(yáng)能充電裝置研究    王曉磊

家庭太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電及監(jiān)控系統(tǒng)    梁彥超

太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)研究    史偉會(huì)

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤非對(duì)稱模糊控制研究    張彥敏

聚光光伏系統(tǒng)聚光器的初步研究    程穎

獨(dú)立式太陽(yáng)能LED照明系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    孫英波

單相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    朱配清

光伏電源最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法研究    雷元超,陳春根,沈駿,黃躍杰,陳國(guó)呈

Z源變換器    彭方正,房緒鵬,顧斌,高奇,錢照明

基于輸出電流控制的光伏并網(wǎng)逆變電源    張承慧;葉穎;陳阿蓮;杜春水;

光伏電池工程用數(shù)學(xué)模型研究    傅望;周林;郭珂;劉強(qiáng);代璐;黃勇;

單片機(jī)控制的正弦波逆變電源    竇偉,黃念慈,于瑋,首?？?/span>

一種基于電導(dǎo)增量法的MPPT實(shí)現(xiàn)策略    湯濟(jì)澤;王叢嶺;房學(xué)法;

一種新型光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤算法    李鷹;康龍?jiān)?朱洪波;孫靜;

光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)跟蹤控制    唐渝;趙莉華;

光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制    陳桂蘭,孫曉,李然

光伏電池輸出特性與最大功率點(diǎn)跟蹤的仿真分析    甘家梁;李志敏;談懷江;

Z源逆變器研究    湯雨

Z源逆變器控制方法的研究    顧斌

應(yīng)用于交流異步起動(dòng)電機(jī)的L源逆變器研究    周成禮

電液比例控制系統(tǒng)的電控制器    

紅外光電控制器在橋式起重機(jī)上的應(yīng)用    張水生

家庭用插牌取電控制器    李新;

簡(jiǎn)易光電控制器    張躍

節(jié)電控制器在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用    朱益飛 ,潘道蘭

太陽(yáng)能綜合供電系統(tǒng)放電控制器設(shè)計(jì)    趙建東;李曉武;雷霆;李衛(wèi)江;張建海;

教室照明節(jié)電控制器    劉福啟;

基于單片機(jī)的智能充電控制器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用    黃春耀;

智能節(jié)電控制器設(shè)計(jì)    王禹;王玥玥;劉利學(xué);

低成本、微功耗、高靈敏自動(dòng)限電控制器    丁德勤;

自適應(yīng)智能節(jié)電控制器    

照明用高效智能節(jié)電控制器    

談?wù)動(dòng)绊懗潆娍刂破骺刂凭鹊膸讉€(gè)因素    蔡建才;

基于C8051F020的通用機(jī)電控制器設(shè)計(jì)    李朋飛;羅雙華;王勇;

新型節(jié)電控制器為電機(jī)降能    記者 周丹波

風(fēng)力發(fā)電機(jī)充電控制器的制作    成都 胥紹禹 編譯

北京“愛(ài)迪”向革命老區(qū)贈(zèng)送國(guó)家實(shí)用新型專利產(chǎn)品    楊志民

大學(xué)生創(chuàng)意發(fā)明，離我們并不遙遠(yuǎn)    本報(bào)通訊員 李榮國(guó)

一款微功耗自動(dòng)限電控制器    江蘇 丁德勤

愛(ài)迪系列節(jié)電器投放市場(chǎng)    趙玉清

鋰離子電池線性充電控制器 LTC4050    山東 毛興武譯

英國(guó)住宅 智能服務(wù)    向雁

太陽(yáng)能電池充電控制器的設(shè)計(jì)    青島 詹強(qiáng)

英國(guó)住宅為殘疾人充實(shí)智能概念    向雁

1.5MW風(fēng)力發(fā)電控制器測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    陳建國(guó)

新型航改燃機(jī)發(fā)電控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    胡世江

油田抽油機(jī)智能節(jié)電控制器的研制    孫正貴

光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制器設(shè)計(jì)與開發(fā)    陳令軍

風(fēng)力發(fā)電控制器驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    張?zhí)鹛?/span>

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中充電控制器的研究與設(shè)計(jì)    徐素娟

多種能源組合供電控制器的開發(fā)研究與應(yīng)用    郭惠東

光伏太陽(yáng)能充電控制器的研究    張清敏

離網(wǎng)光伏發(fā)電控制器設(shè)計(jì)    燕元超

基于CAN總線的配電控制器設(shè)計(jì)    張丁磊