基于DSP的光伏电池动态阻抗匹配方法的研究

【摘要】：众所周知，“能源危机”、“环境污染”和“可持续发展”这三大世界难题一直困扰着全人类。太阳能作为一种清洁的可再生能源，在追求低碳生活的今天越来越受到世界各国的重视。在各国制定的可持续发展战略中，太阳能已然成为其中非常重要的一项内容，而对太阳能的开发和利用也早已是国际社会的共同主题和一致行动。光伏发电作为太阳能利用的一个重要组成部分，随着其成本的不断降低，有希望取代煤炭等传统能源，成为世界电能供应的主体。 太阳能资源是非常丰富的，单就中国而言，每年的理论储量高达17000亿吨标准煤。但是对光伏系统而言，光伏电池的光电转换率过低一直制约着光伏产业的发展。除了要发现或研制出具有更高光电转换率且价格低廉的材料外，如何能在现有光电转换率基础上实现光伏电池的最大功率输出也是一个非常关键的问题，这也是本课题研究的主要方向。 为了更好地掌握并控制光伏电池输出，本文在一开始便利用光伏电池的工程用数学模型对其进行了Matlab仿真，通过仿真分析和研究了温度和光照强度对光伏电池输出伏安特性的影响。以理论结合仿真形式，详细介绍了光伏发电系统中的最大功率跟踪技术以及常用的三种跟踪算法，并在增量电导法基础上提出了一种CVT启动的变步长增量电导法。 另外，本课题在研究过程中还设计并搭建了一个40W独立运行光伏发电系统的主体电路和MPPT控制电路。论文中，对Buck电路中的各个参数选择、驱动电路、检测电路、蓄电池充放电控制电路、继电器电路以及基于TMS320F2812DSP的MPPT控制电路等各个电路模块进行了详细的分析，采用新方法改进了部分传统的硬件电路模块。 【关键词】：光伏发电系统 光伏电池 Matlab MPPT TMS320F2812
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 太阳能光伏发电系统概述10-14
• 1.2.1 太阳能光伏系统的原理及组成10-11
• 1.2.2 太阳能光伏系统的分类11-14
• 1.3 国内外太阳能光伏发电的现状及前景14-17
• 1.4 太阳能最大功率跟踪技术的应用与发展现状17-18
• 1.5 本文所做的主要工作18-19
• 第2章 太阳能光伏电池概述19-31
• 2.1 太阳能光伏电池的发电原理19-20
• 2.2 太阳能光伏电池的分类20-21
• 2.3 光伏电池的模型及其仿真21-29
• 2.3.1 光伏电池的等效电路21-22
• 2.3.2 光伏电池的Simulink仿真22-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 光伏电池最大功率点跟踪技术的研究与改进31-46
• 3.1 MPPT 技术中的阻抗匹配31-32
• 3.2 二端口无损电阻在MPPT中的应用32-34
• 3.3 MPPT常见算法与改进34-45
• 3.3.1 恒定电压法34-36
• 3.3.2 扰动观察法36-39
• 3.3.3 增量电导法39-43
• 3.3.4 改进的 MPPT 算法43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 具有MPPT功能的小型光伏发电系统设计46-69
• 4.1 光伏发电系统主体硬件电路设计与实现46-59
• 4.1.1 Buck主电路46-49
• 4.1.2 驱动电路49-50
• 4.1.3 检测电路50-52
• 4.1.4 蓄电池充放电电路52-56
• 4.1.5 电源管理56-58
• 4.1.6 继电器开关选择电路58-59
• 4.2 光伏发电系统控制系统的设计与实现59-64
• 4.2.1 控制芯片 TMS320F2812 简介59-61
• 4.2.2 基于 TMS320F2812 的控制系统61-63
• 4.2.3 光伏系统 MPPT 的软件部分63-64
• 4.3 基于 DSP 的小型光伏系统实验验证64-67
• 4.3.1 实验装置64-65
• 4.3.2 实验方案与结果分析65-67
• 4.4 本章小结67-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果73-74
• 致谢74-75
• 附录 A 小型独立光伏发电系统硬件电路 PCB 图75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

欧共体并网光伏系统上网电价对我国的启示    谢传胜;徐欣;贾晓希;

新工艺实现高速、多通道数字隔离器    赵巍;

光伏电站中蓄电池的作用及选型    吴国楚

浅谈国内外太阳能发电技术发展状况及展望    曹承栋;

硅太阳电池工程用数学模型    苏建徽,余世杰,赵为,吴敏达,沈玉梁,何慧若

加快启动国内光伏市场,应对国际光伏形势新变化(上)    王斯成;

自适应扰动观察法在光伏MPPT中的应用与仿真    路晓;秦立军;

别辜负了头顶的阳光    

    CUBN实习记者 刘杰

光伏电池最大功率跟踪器的模糊控制及其应用    叶秋香

基于DSP的离网太阳能电站蓄电池智能巡检系统    孙林

无损电阻的研究    刘建华

光伏并网系统最大功率点跟踪能量损失研究    陈欢

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

市电自动切换在独立光伏系统中的应用    袁世建;胥平;尚海涛;

新型智能化太阳能光伏控制器的研究与应用分析    傅定文;韩莉娅;庄勇;谢建;

太阳能与建筑一体化的实证研究    陈芝俊;

中大功率组合型逆变器的优势    时剑;刘俊;刘凯;陈云峰;

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

铝背场对单晶硅太阳电池输出特性的影响    周继承;李斐;陈勇民;赵保星;

ITO/Si/Al结构太阳电池pn结光电特性仿真研究    施敏;王强;孙玲;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

中国光伏发电的发展及前景    罗雪莲;

基于动态电容充电的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ测试仪    张国荣;瞿晓丽;苏建徽;刘宁;董康;

电子束熔炼的偏转、聚焦控制    曹朝辉;

反激式开关电源变压器辅助设计软件的开发    徐洁;任国海;郑天琪;汤益军;

采用有限元法分析开关变换电路的近场特性    高峰;李守智;马选宏;张伟;

新型低功耗电源器件在数字检波器中应用    王辉明;李守才;薛诗贵;

电子束熔炼的偏转、聚焦控制    曹朝辉;

独立光伏发电系统最大功率点跟踪控制    孙亚宁;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

高频开关电源的高效集成单周期控制策略研究    李思臻

基于电磁感应原理的水下非接触式电能传输技术研究    李泽松

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究    李娅妮

基于PWM控制方式的电源管理芯片设计与实现    吴铁峰

基于纹波的开关功率变换器控制技术及其动力学行为研究    周国华

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

小型风机并网逆变器研究    马记

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

连续弧等离子点火电源技术研究    陈明敏

PID参数自整定方法研究与控制器研制    孟祥泉

SCC60控制器自动检测系统的设计开发    李楠

液晶电视侧导光LED背光源设计与驱动控制技术    高上

基于MCU控制的逆变电源的设计与实现    冯建卿

并网光伏发电上网电价浅析    侯国青;蒋方新;崔海昱;

日历时钟和RAM电路芯片PCF8583及应用    何循来

相对效率与广义相关系数    陈孝新

阀控式铅酸蓄电池的优点和缺点    高悦敏

大功率脉冲激光电源的研制    姜晓华,李延彬,刘广文

无损多功能转换器    王安娜,殷洪义,王师

无损耗电阻器的端口特性及应用    吴建华,殷洪义,徐心和

功率逆变桥闭环控制系统的Saber仿真与分析    丁强,何湘宁,孔剑虹

升压斩波电路PI和PID调节器的优化设计    朱鹏程,郭卫农,陈坚

功率MOSFET驱动保护电路设计与应用    田颖,陈培红,聂圣芳,卢青春

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

BP神经网络在光伏发电MPPT中的应用    张蔚;

光伏电池最大功率点跟踪控制方法的对比研究及改进    王丽萍;张建成;

中国光伏产业发展现状与挑战    王长贵;

光伏电池单元最大功率点跟踪的直接检测法    唐文芳;丁宣浩;卢文全;

太阳能光伏发电最大功率跟踪系统研究    何薇薇;杨金明;

基于MATLAB的光伏电池通用数学模型    王长江;

基于模糊控制的光伏电池MPPT的设计    张礼胜;李全;

一种基于扰动观察法的最大功率点跟踪控制研究    毛书哲;陈伟;

太阳能在110kV封周变电站的设计应用    张勇;张勤裕;郁志良;

资讯平台    

石墨烯材料光伏电池的研究    印寿根;陈永胜;

包含近场热传递的热光伏电池系统的性能分析    翟小锋;赖建军;

面向生物体系的980nm激光驱动光伏电池    陈志钢;张丽莎;胡俊青;

光伏电池工程用数学模型研究    傅望;郭珂;周林;

光伏电池表面周期性微结构减反特性分析与计算    徐琴芳;忽满利;李听昕;赵佩;高平安;梁磊;向光华;孙浩;

第三代光伏电池:高效与低成本    Martin A.Green;

混合溶剂对共轭聚合物/富勒烯衍生物薄膜光伏电池性能的影响    谢志元;赵云;付莹莹;

硫化镉奈米粒对聚3-己基噻吩/苯基C61丁酸甲酯光伏电池效率提高与其对光伏电池薄膜材料结构排列之影响    陈锦地;黄昱瑞;刘舜维;郑照翰;王俊凯;

叠层结构GaInAsSb热光伏电池的设计和优化    彭新村;李国兴;张宝林;赵晓薇;董鑫;郑伟;杜国同;

用阳光驱动世界白皮书——第一届化学科学与社会研讨会(Chemical Sciences and Society Symposium,CS3)的讨论与结果德国克洛斯特西翁,2009年7月23～25日    

材料公司为夺市场进行技术比拼    金秋

太阳能：前景一片光明    继宏(编译)

全球首架新能源飞机合作研制    马浩剑

中电投西安100万千瓦光伏电池项目开工    通讯员 程兴东　安娜

无锡尚德明春在日开卖光伏电池    本报记者 陈其珏

国产光伏电池量大价低    记者 胡丹

我建成新型光伏发电示范电站    丁冰李斌

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

上市公司围攻太阳能电池关键技术    本报记者　 鲁长波 施俊

让太阳能发电价格降到1元/度    刘婷婷 赵关良

多酸/ZnO光伏电池的构建和性能研究    罗新泽

无线传感器节点能量管理系统的研究    赵清华

丙二腈取代烷基喹吖啶酮化合物的合成、结构与光伏特性研究    周天雷

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

光伏电池表面微结构制备及其抗反射性能研究    张伟

热管式光伏光热综合利用系统的理论和实验研究    符慧德

用于现代电源系统的若干关键控制芯片研究与设计    章丹艳

户用式光伏并网发电控制策略的研究    任碧莹

太阳能级硅（SOG-Si）光伏电池中多孔硅吸杂工艺及其神经网络分析方法研究    张彩珍

小型光伏系统及其关键问题研究    胡义华

基于DSP的光伏电池数字模拟系统研究    杜柯

基于模糊控制的光伏发电系统MPPT技术研究    虞正琦

光伏发电系统最大功率跟踪的研究    刘健

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

光伏并网发电系统控制方法的研究    杨建菲

双电源太阳能路灯系统的研究    司传涛

基于超级电容器储能的独立光伏发电系统研究    张瑞宁

BIPV单体光伏电池最大功率跟踪的研究    常立强

太阳能光伏发电控制系统的研究    杜慧

金属/氧化物多层膜及新型光伏材料的研究    张力