光伏控制系统毕业论文.doc

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1、华北科技学院毕业设计（论文）光伏控制系统论文目录设计总说明IIntroductionIII1绪论11.1太阳能光伏发电的研究背景11.2太阳能光伏发电发展历程与现状11.3太阳能光伏发电系统介绍22太阳能光伏发电并网装置32.1太阳能光伏并网装置总体功能描述32.2各电路模块在并网装置中的作用32.2.1主电路模块32.2.2驱动电路42.2.3采样电路42.3控制系统在并网装置中的作用43控制系统的硬件设计53.1控制系统的方案选择53.2器件介绍63.2.1dsPIC30F6010A介绍63.2.2MC54HC244介绍143.2.3TLP521介绍143.2.42SC010

2、8T介绍153.3控制电路功能描述163.3.1PWM输出电路173.3.2SPWM输出电路183.3.3短路保护电路19华北科技学院毕业设计（论文）3.3.4最大功率点跟踪（MPPT）203.4硬件电路小结214控制系统的软件设计224.1编程要求224.2编程环境224.3指令介绍264.4端口选择264.5程序算法和流程图294.5.1PWM波算法与流程图294.5.2SPWM波算法与流程图304.6软件设计小结425结论44参考文献48致谢49附录A50附录B52华北科技学院毕业设计（论文）1绪论1.1太阳能光伏发电的研究背景随着人类文明的发展，燃料能源正在一天天减少，对

3、环境造成的危害也日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。人们对能源需求日益增加以及传统能源日益枯竭成了不可逆转趋势。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变现在的能源结构，维持长远的可持续发展，解决人类的能源问题。与风能等其他可再生能源相比，太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。如何高效利用太阳能为人类服务，成了世界的热点课题。电能是人类社会最广泛最成熟的能源利用模式，将太阳能转换成满足人类各种需求的电能是利用太阳能的有效途径，是解决当前能源问题的最

4、佳对策。由于太阳能光伏发电技术的重要性，在研究开发、产业化制造技术及市场开拓方面成为世界各国特别是发达国家激烈竞争的主要热点。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家，1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，欧洲各国对太阳能的热情也日益高涨。我国也是如此。根据《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW（百万千瓦），到2050年将达到600GW（百万千瓦）。1.2太阳能光伏发电发展历程与现状目前太阳能的利用形式主要有光热利用、光化学转换和光伏发电利用三种形式。光热利用具有

5、低成本，方便，利用效率较高等优点，但不利于能量的传输，一般只能就地使用，而且输出能量形式不具备通用性。光化学转换在自然界中以光合作用的形式普遍存在，但以目前人类的科技发展水平还不能很好地利用。光伏发电利用以电能作为最终表现形式，具有传输极其方便的特点，在通用性、可存储性等方面具有前两者无法替代的优势，且太阳能电池的原料－硅的储量十分丰富。太阳能电池最早用于空间技术，至今宇宙飞船和人造卫星的电力仍然基本上依靠太阳能电池系统来供给。70第67页共69页华北科技学院毕业设计（论文）年代以后，太阳能电池在地面得到广泛应用，目前已遍及生活照明、铁路交通、水利气象、邮电通信、广播电视、阴极保

6、护、农林牧业、军事国防、并网调峰等各个领域。太阳能电池发电最终的发展目标，是进入公共电力网的规模应用，包括中心并网光伏电站、风－光互补电站、电网末稍的延伸光伏电站、分散式屋顶并网光伏系统等。但是现在光伏电源能量转换效率比较低，单位发电成本较高，在一定程度上制约了光伏发电系统的发展。提高转换效率，降低发电成本成了光伏产业的发展趋势。利用科技的力量，力争使太阳电池转换效率的不断提高、生产成本的不断下降，都能促使太阳能光伏发电在能源、环境和人类社会未来发展中占据重要地位。1.3太阳能光伏发电系统介绍太阳能光伏发电系统实际上是一种功率变换器，它的作用是将太阳能光伏组件发出的直流电源经过变

7、换、处理后成为满足人们需求的各种电源。如图1-1。图1-1光伏发电系统示意图太阳能光伏发电并网装置是光伏发电系统的并网利用方式，其工作过程为：光伏组件输出直流电源（DC30—80V）经斩波调压模块升高到DC300—400V，再经逆变模块输出工频220V交流电，滤波后实现并网输送到用户。整个过程还需要斩波调压模块驱动电路、逆变模块驱动电路、滤波电路、采样电路、保护电路和控制系统的参与。其中，本次设计主要研究的是光伏电源的控制系统。下文中，太阳能光伏发电系统、太阳能光伏发电并网装置和