小型独立太阳能发电系统设计

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1、西安科技大学硕士学位论文小型独立太阳能发电系统设计专业名称：电工理论与新技术作者姓名：郭金涛指导教师：许军论文题目：小型独立太阳能发电系统设计专业：电工理论与新技术硕士生：郭金涛(签名)指导教师：许军(签名)摘要在当前世界各国现代化进程的不断加快的情况下，对能源的消耗量也不断攀升，有限的常规能源已经远远无法满足工业、生活、国防建设的需要。寻求可代替的新型能源是缓解这一局面的唯一途径。其中无处不在又取之不尽的太阳能是人们重点关注的对象。太阳能发电装置分为独立和并网两种类型，其设计要求有

2、所不同。本文中设计的太阳能发电装置属于不接入电网的独立型发电系统。文章通过对全球太阳能发电趋势的分析,引入了常用的独立式发电系统的结构。首先分析了太阳能电池的特性并搭建数学模型进行仿真模拟,测试了环境状况的改变对太阳能电池工作特性的影响，一方面验证了太阳能电池的输出具有随环境参数的变化而变化的非线性特性,同时也证明了实时追踪电池工作的最大功率点的必要性。分析对比几种MPPT的控制方案优劣，以Boost电路作为最大功率点跟踪(MPPT)的应用拓扑，使用占空比干扰观测为本文的跟踪控制方法。系统升压模块选用带抑

3、制偏磁作用的推挽正激拓扑、逆变部分选用非隔离式全桥逆变拓扑。依据推挽正激电路的结构原理分析分别计算了整流二极管、钳位电容、功率开关管及滤波器的有关参数并进行了合适的选型，高频变压器部分根据主电路要求，计算设计了变压器铁芯型号和匝比等规格参数，隔离反馈电路由PC817和TL431组成。后级全桥式逆变电路的硬件设计包括开关管、滤波装置和改善开关性能的吸收缓冲电路。软件设计均基于DSP2812的开发软件CCS3.3进行编写，给出了含最大功率点跟踪效果的蓄电池充电、主程序、PWM子程序、AD采样、中断子程序这几个

4、模块的流程图。最终完成了系统整体的运行调试，证明了所设计系统的可行性且达到各指标要求。关键词：太阳能电池；最大功率点跟踪；推挽正激电路；DSP2812研究类型：应用研究Subject:DesignonMicroIndependentPhotovoltaicPowerSystemSpecialty:TheoryandNewTechnologyofElectricalEngineeringName:GuoJintao(Signature)Instructor:XuJun(Signature)ABSTRACTW

5、ithdevelopmentofeconomy,humandemandforenergyhasincreasedquickly,whiletheenergycrisisandenvironmentpollutionhavebecometwoseriousproblems.Thedevelopmentandutilizationofnewenergyhasbecometheconsensusoftheworld.Therefore,thevalueofnaturalandunlimiteduseofsola

6、renergymakesitthefocusofworld'sattention.Amongthem,theindependentPVpowergenerationsystemisanimportantformofutilizationofsolarenergy.DeviceresearchandsystemdesignaremainlyinvolvedforindependentPVpowergenerationsysteminthisthesis.Firstofall,throughtheunders

7、tandingofthecurrentsituationofdomesticandoverseas,thenleadintothecomposedofthephotovoltaicpowergenerationsystemandanalyzetheworkingprincipleofthephotovoltaiccells.Simulationmodelisestablished.Underdifferentenvironmentalconditions,testedbyexperimentandtheo

8、utputcharacteristicsaregot.Thenonlinearofphotovoltaiccellsisverified,andparameterschangewithenvironment.Italsoshowsthatitisnecessarytostudymaximumpowertracking.TheboostcircuitisusedtoimplementMPPT.Severalcontrolsche