太阳能电池阵列模拟器的研究与设计

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1、太阳能电池阵列模拟器的研究与设计本文由丁曌王丽丽贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。山东大学硕士学位论文太阳能电池阵列模拟器的研究与设计姓名：孙孝金申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：王广柱20090430山东大学硕士学位论文摘要２１世纪，人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战，能源问题越来越突出，太阳能等可再生能源逐渐成为人类关注的焦点。时至今日，人类对光伏系统的研究越来越深入广泛，但在光伏系统的研发过程中，太阳能电池由于受日照强度、环境温度影响较大，导致实验成本过高，研发

2、周期变长。太阳能电池阵列模拟器便能较好地解决这一问题。本文首先对比了模拟式太阳能电池模拟器和数字式太阳能电池模拟器的优缺点，选取了数字式太阳能电池阵列模拟器作为研究对象，并对研究太阳能电池阵列模拟器的实际意义作了阐述。随后描述了太阳能电池的输出特性，讨论了适合工程计算的太阳能电池阵列数学物理模型。本文研究的太阳能电池阵列模拟器由功率电路和控制电路两部分组成。功率电路选取了半桥型Ｄｃ／Ｄｃ电路作为主电路拓扑，对其工作过程进行了分析，并对各部分电路进行了设计。然后设计了电压电流双闭环调节器，在此基础之上用ＰＳＩＭ仿真软件对所设计的太阳能电池阵列模拟器进

3、行了仿真，包括静态工作点的仿真以及动态响应速度的仿真，通过仿真验证了模拟器能够达到所要求指标。控制电路板是整个模拟器的核心控制部分，通过控制运算提供输出电压的参考值，进而提供控制功率管开通关断的Ｐ１ｊＩｒＭ信号。本文选取了ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ公司的ｄｓＰＩＣ３０Ｆ２０２３作为主控制芯片，分析了该型号微处理芯片的性能特点，介绍了模拟信号采样电路、２３２通讯电路、人机交互界面电路等外围电路的硬件设计，调节器采用了数字ＰＩＤ控制。在ＭＰＬＡＢ集成开发环境中进行了软件方案的设计，主要包括主程序、生成ＰｗＭ程序、ＡＤ采样、故障处理、人机交互程序等，介绍了各个模

4、块的程序流程。软硬件系统设计完成后，最终实现了太阳能电池阵列模拟器，可以为光伏系统的研究提供一个良好的实验平台。关键词：太阳能电池阵列模拟器；半桥型ＤＣ／ＤＣ变换器；ｄｓＰＩＣ３０Ｆ２０２３山东大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔ１１ｅ２１吼ｃｅｎｔｕｒｙ，ｍａｎｋｉｎｄｉｓｆａｃｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｏｆｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｓｏｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．ＷｈｉｌｅｉｓｓｕｅｏｆｅｎｅｒｇｙｉＳｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｐｒｏｍｉｎｅｎｔ，ｓｏｌａｒａｎｄｏｔｈｅｒｒｅｎｅｗａｂｌｅｅｎ

5、ｅｒｇｙｈａｓｇｒａｄｕａｌｌｙｂｅｃｏｍｅｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｔｏｄａｙ，ｈｕｍａｎｓｔｕｄｙｏｎＰＶｓｙｓｔｅｍｓｉＳｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｅｘｔｅｎｓｉｖｅ．ＢｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＣＯＳｔｏｆＰＶａｒｒａｙｔｈｅｓｕｎｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｉｓｔｏｏｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｉ．ｇｈａｎｄｔｈｅｃｙｃｌｅｏｆｓｔｕｄｙｂｅｃｏｍｅｓｔｏｏｌｏｎｇ．ＰＶａｒｒａｙｅｍｕｌａｔｏｒＣａｎｓｏｌｖｅｔｈｉｓｐｒｏｂｌｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅ

6、ｒ，ｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｂｅｔｗｅｅｎａｎａｌｏｇＰＶａｒｒａｙａｒｅｅｍｕｌａｔｏｒａｎｄｄｉｇｉｔａｌＰＶａｒｒａｙｅｍｕｌａｔｏｒｃｏｍｐａｒｅｄ．ＤｉｇｉｔａｌＰＶａｒｒａｙｅｍｕｌａｔｏｒｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｒｓｔｕｄｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｓｔｕｄｙｉｎｇＰＶａｒｒａｙｅｍｕｌａｔｏｒ．Ｔｈｅｎ，ｉｔｃｅｌｌａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅＩ－ＶｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＰＶｄｉｓｃｕ

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