基于dsp的数字光伏阵列模拟器研究

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1、硕士研究生学位论文基于的数字光伏阵列模拟器研究学生姓名杨烁学科、专业电气工程领域研究方向电力电子与电气传动杨立永校外导师同继华北方工业大学研究生院北方工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：年犮月曰学位论文使用授权书学位论文作者完全了解北方工业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位

2、期间论文工作的知识产权单位属北方工业大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许釆用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后适用于本授权书。口保密论文注释：经本人申请，学校批准，本学位论文定为保密论文，密级：，期限年，自年月日起至年月日止，解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：放上、°北方工业大学硕士学位论文基于的数字光伏阵列模拟器研宄摘荽太阳能是人类未来能源的重要组成部分，光伏发电系统因无

3、污染排放、可靠性高、能抵挡恶劣天气条件等优点，具有广阔的发展前景。在光伏发电技术的研宄中，光伏阵列模拟器可以在室内模拟各种条件下太阳能电池的工作情况，有效减小研发周期和成本。在介绍太阳能利用的研宄背景和现状基础上，首先对模拟式和数字式光伏阵列模拟器的原理和特点进行介绍，总结了模拟器的国内外发展现状及趋势。随后阐述了太阳能电池的工作原理、输出特性、以及光照和温度特性，选取模拟精度较高的太阳能电池工程数学模型作为本课题的模型，可以模拟不同光照强度和温度下的输出特性。通过对几种常用的光伏阵列模拟器主电路拓扑结构的研究，本文提出了一种由单相整流电路和电路组成的主电路拓扑结构，详细分析了

4、两级电路的工作过程，叙述了主电路滤波器参数的设计方法。接下来介绍本课题的控制策略，单相整流器采用双闭环控制策略，为了消除内环无差拍电流控制中控制延时的影响，本文提出了改进无差拍电流预测梓制算法，推导改进算法的离散传递函数，分析电感参数和采样时间对系统动、静态性能的影响，并针对电网电流波形进行分析。电路的控制方法为采样负载两端电压计算负载的参考电流。在太阳能工程数学模型的基础上，运用查表法和计算法相结合的方法生成输出特性曲线。搭建了以为核心控制芯片的小功率光伏模拟器实验平台，平台主要分为功率电路、控制电路和基于的人机交互系统三部分。论文介绍了各部分的关键电路设计，然后对控制算法的

5、程序流程及的通信设计进行了说明。在此平台上进行单相整流和光伏模拟器实验，仿真和实验结果证明了采用本文所提出的拓扑结构和控制策略的正确性，光伏模拟器具有良好的动、静态特性，且输出特性与实际比较相符。关键词：光伏阵列模拟器，单相整流，无差拍电流控制，北方工业大学硕士学位论文北方工业大学硕士学位论文，北方工业大学硕士学位论文目录基于的数字光伏阵列模拟器研宄摘太阳能的利用光伏阵列模拟器模拟式光伏阵列模拟器数字式光伏阵列模拟器国内外发展现状及发展趋势本文的主要研究内容及各章安排太阳能电池的工作特性及其数学模型太阳能电池的工作特性太阳能电池的结构及工作原理输出特性光照和温度特性日能电池的数

6、学模型等效电路模型工程数学模型分段拟合模型平抛运动学模型模型的选取及仿真本章小结光伏阵列模拟器主电路设计和工作原理分析模拟器主电路设计单相整流电路工作模式分析电路参数计算桃工作过程分析输出滤波器参数选择本章小结光伏阵列模拟器控制策略单相整流器控制策略北方工业大学硕士学位论文无差拍电流控制改进无差拍电流预测控制改进无差拍电流预测控制系统性能分析锁相环设计直流电压外环控制电网电流谐波分析仿真结果分析电路控制策略电路控制方法光伏曲线生成方法仿真结果分析光伏模拟器系统仿真与分析本章小结系统设计与实验系统硬件设计功率电路设计控制电路设计系统软件设计：：通信与界面设计串行通信模拟器数据显示

7、与界面设计实验结果分析单相整流器双闭环实验光伏模拟器实验本章小结结论与展望全文总结展望翅申请学位期间的研究成果及发表的学术论文致；北方工业大学硕士学位论文绪论太阳能的利用随着不可再生资源的消耗尤其是化石燃料的燃烧，人类面临着能源危机和一系列环境问题所带来的挑战，能源问题已经成为制约全球经济发展的瓶颈。而太阳能作为一种清洁的可再生能源，在人类未来能源结构中将占有重要地位。不论是从减少温室气体排放，还是从走可持续发展道路出发，开发和利用太阳能在节能减排和经济发展方面具有重大的意义。太阳能的转换形