戶用型光伏并網(wǎng)逆變器軟件系統(tǒng)的研究

【摘要】：近些年,由于全球能源的逐漸緊張和環(huán)境污染的日益嚴(yán)重,清潔的可再生的太陽(yáng)能越來(lái)越受到人們的重視,同時(shí)太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)也不斷發(fā)展到可以大規(guī)模的應(yīng)用水平了。在未來(lái)的時(shí)間里,光伏電池的應(yīng)用有著良好的發(fā)展前景。目前,光伏系統(tǒng)所面臨的主要問(wèn)題是轉(zhuǎn)換效率低且價(jià)格昂貴。通過(guò)在光伏電池和負(fù)載加入最大功率跟蹤控制器可以解決這個(gè)問(wèn)題,達(dá)到充分利用太陽(yáng)能的目的。因此,在將來(lái)最大功率點(diǎn)追蹤技術(shù)將會(huì)得到更大的發(fā)展,為光伏系統(tǒng)的發(fā)展提供強(qiáng)大的支持。本文主要是對(duì)光伏系統(tǒng)中最大功率點(diǎn)跟蹤深入研究,主要內(nèi)容包括如下： 1.對(duì)光伏并網(wǎng)逆變器的基本構(gòu)造和原理進(jìn)行研究,給出軟件系統(tǒng)的主要功能模塊,對(duì)最大功率跟蹤模塊與顯示監(jiān)控模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹與分析。 2.對(duì)最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)開(kāi)始研究與分析,分析現(xiàn)有的幾種最大功率點(diǎn)追蹤控制算法的工作原理,比較其優(yōu)缺點(diǎn)。并根據(jù)課題實(shí)際需求,選擇擾動(dòng)觀察法作為最大功率跟蹤方法,著重分析擾動(dòng)觀察法的工作原理,并基于其設(shè)計(jì)了一種變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此優(yōu)化方法較傳統(tǒng)擾動(dòng)觀察法可以更快更好地實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤。 3.對(duì)并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的顯示監(jiān)控模塊進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。主要從顯示與監(jiān)控的總體功能需求出發(fā),對(duì)顯示監(jiān)控芯片和屏幕進(jìn)行選型,并對(duì)總體框架、顯示界面及MPPT控制芯片與顯示控制芯片之間的通信協(xié)議進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 【關(guān)鍵詞】：光伏逆變器 軟件系統(tǒng) 最大功率點(diǎn)追蹤(MPPT) 變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法 通信協(xié)議 SCI總線
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM464;TM615
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-14
• 1.1 課題選題背景11-12
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.2.1 國(guó)外光伏行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 本文所做的主要工作13-14
• 第二章 戶用型光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究14-18
• 2.1 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)14-16
• 2.2 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器的軟件系統(tǒng)16-17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 第三章 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器最大功率跟蹤的研究18-37
• 3.1 最大功率跟蹤原理18-20
• 3.2 最大功率跟蹤常用方法20-23
• 3.3 變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法23-25
• 3.3.1 傳統(tǒng)擾動(dòng)觀察法的分析23
• 3.3.2 變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法的工作原理23-25
• 3.4 變步長(zhǎng)擾動(dòng)觀察法的軟件實(shí)現(xiàn)25-34
• 3.4.1 主控芯片DSP25-26
• 3.4.2 軟件總體框架設(shè)計(jì)26-27
• 3.4.3 ADC采樣模塊27-29
• 3.4.4 基于I2C總線的校準(zhǔn)值存儲(chǔ)與讀取29-32
• 3.4.5 ePWM占空比輸出模塊32-34
• 3.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證34-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第四章 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器的顯示與監(jiān)控37-48
• 4.1 顯示與監(jiān)控部分的總體設(shè)計(jì)37-39
• 4.1.1 顯示控制芯片與顯示屏選型37-39
• 4.1.2 顯示與監(jiān)控的總體框架和功能設(shè)計(jì)39
• 4.2 ARM顯示模塊39-43
• 4.2.1 顯示模塊的界面與功能設(shè)計(jì)39-40
• 4.2.2 顯示模塊的軟件實(shí)現(xiàn)40-43
• 4.3 DSP主控模塊和ARM顯示模塊的數(shù)據(jù)通信43-47
• 4.3.1 數(shù)據(jù)通信的總體功能分析設(shè)計(jì)43-44
• 4.3.2 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)44-45
• 4.3.3 數(shù)據(jù)通信的軟件實(shí)現(xiàn)45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 戶用型光伏并網(wǎng)逆變器軟件系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)48-62
• 5.1 最大功率跟蹤主控模塊DSP的硬件設(shè)計(jì)48-52
• 5.1.1 DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)48
• 5.1.2 電源電路的設(shè)計(jì)48-49
• 5.1.3 JTAG下載口電路的設(shè)計(jì)49
• 5.1.4 ADC保護(hù)及校正電路的設(shè)計(jì)49-51
• 5.1.5 外擴(kuò)存儲(chǔ)器電路的設(shè)計(jì)51-52
• 5.2 顯示模塊ARM的硬件設(shè)計(jì)52-54
• 5.2.1 ARM最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)52
• 5.2.2 電源電路的設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.3 復(fù)位電路及JTAG下載口電路的設(shè)計(jì)53-54
• 5.2.4 串口屏控制電路設(shè)計(jì)54
• 5.3 通信模塊的硬件設(shè)計(jì)54-55
• 5.4 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試實(shí)現(xiàn)55-61
• 5.4.1 最大功率跟蹤控制的實(shí)現(xiàn)55-58
• 5.4.2 顯示功能的實(shí)現(xiàn)58-59
• 5.4.3 通信功能的實(shí)現(xiàn)59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 全文總結(jié)62-63
• 6.2 發(fā)展展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文68

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