光伏发电系统中基于STC89S51的单相全桥逆变器的设计及仿真.pdf

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1、I一一皇王研霾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一尤伏炭电系统中基于STC89S51的革卒且全桥逆变貉的设计及仿真湖北工业大学电气学院严峻刘辉【摘要】本文设计一种光伏发电系统中由单片机控制的单相全桥逆变器，并通过仿真测试达到控制要求。采用全桥逆变结构、单极·~SPWM倍频调制的工作方式。经过反复测试，采用PWM法来计算SPWM波的占空比，并设计了控制器P．,(STC89S51作为控制芯片，采取KeilC和Proteus软件进行软件设计及联合仿真，测试最终结果表明各模块指标满足设计目标要求。【关键词】光伏发电；STC89851单片机；逆变器；PWM一、引言的标准正弦波。经过计算和反复测试，滤波

2、电并通过非门驱动后送给给功率器件，来控制功广义的太阳能所囊括的范围非常广：地路中参数C=22~q=．L=IOmH。率器件的导通lj关断，逆变器输出波形如图3球上的水能、风能、海洋温差能等都是来源于3．PWM控制理论所示。由图可见，正弦波周期基本满足设计要太阳：即使是地球上的化石燃料(如煤、天然PWM，脉冲宽度调制，是一种利用数字信求，波峰波谷有轻微的畸变。气、石油等)从根本上说也是远古以来贮存下号对模拟量进行控制的方法。在采样控制理论来的太阳能，狭义的太阳能则限于的光热、光中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的电和光化学的直接转换所以，太阳能作为一窄脉冲加在具有惯性的环节上时

3、，其效果基种清洁、可再生能源，其重要性无可取代。本相同。到目前为止，已出现了多种PWM控制光伏发电的基本原理是“光伏效应”。光技术，如等脉宽PWM法、SPWM法、等面积法等线照射到金属上，它的能量被金属中的某个电等。子全部吸收，当电子吸收的能量足够大时，就4．控制电路能克服金属内部引力做功，从金属表面逃逸出控制电路使用单片机STC89851小系统开来，成为光电子。发板实现，包含以下功能模块：USB电源供电太阳能光伏发电由于不受能源资料、原模块、Ds1302时钟模块、LCDl602液晶模块、材料和应用环境的限制，具有最广阔的发展LCD12864TFT2．4彩屏显示、6位共阴数码管

4、前景，是各国最着力发展的可再生能源技术模块、nRF905无线电通信接口、AD／DA模块、图1驱动信号波形之一。欧洲联合研究中心(JRC)对光伏发电未IR1838红外接收模块、ISP烧写接口、18B02温来发展做出了如下预测：2020年界太阳能发度传感器、5V稳压芯片；32位I／0口线：RS232电的发电量占世界能源需求的1％，2050年占到串口24C02存储器、4X4矩阵键盘、、蜂鸣器20％，2lO0年则将超过50％。等。在本设计中利_}}jI／o并行端口P1．O脚作为鉴于目前光伏发电的成本仍偏高，为了刺PWM信号的输出端来分别控制功率器件。激光伏发电市场，世界各发达国家都制定

5、了激三、软件及仿真系统设计励政策：I、欧洲各国实施“上网电价”的光1．Proteus介绍伏发电激励政策；2、美国各州的激励政策不Protues软件是英国Labcenterelectronics同，大部分采f=}j投资补贴、税收优惠和“净电公司出版的工具软件。它是目前最好的仿真表”法：3、日本实行安装光伏发电系统时对单片机及外围器件的工具。其处理器模型初投资进行补贴法；我国自2005年颁布了《可支持805I、HCl1、PIC1O／12／l6／18／24／30／爵生能源法》后，又出台一系列相关的配套政DsPIC33、AVR、8086和MSP430等，2O1O年增加图2Proteus

6、仿真电路图策。特别是近几年，国家出台了一系列促进光Cortex~NDSP系列处理器，并持续增加其他系伏产业发腱的政策措施，如：央行向分支机构列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、及各银行下发2Ol4年的信贷政策中，光伏首次和~LATLAB等多种编译。获叫确支持。各省市也积极响应，共计8省152．Kei1is／on2与ProteusISIS软件的联市的太阳能补贴政策也相继出炉。2013年，我合仿真新增装机量预计1OGW，同比增长122％，居全联合仿真设置步骤如下：球位。(1)打开Kei1uViSion软件，新建一个随着人类对能源的需求不断的增加和日益pr0Ject，生成一个．

7、uv一2文件。(2)用ADD一凸显的环境问题之间的矛盾逐渐激烈，清洁、FIIEsTOGROUP“sourcegroup1”命令讲可再生的太阳能的充分利用就显得前所未有的写好的程序源文件JJ}I载进来。(3)编译、连重疆。而光伏发电系统的三大基本部件是：由接无误后，生成．*hex文件。(4)打开Protues太阳电池板(组件)、控制器和逆变器。因此逆ISIS，绘制原理图完毕。(5)双击芯片，将图3逆变器输出波形变器的研究成为了光伏发电系统设计的核心问(3)中生成的．hex文件路径添加到“pro