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上传时间: 2022-03-25
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上传时间: 2022-04-08
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当前世界能源短缺以及环境污染问题日益严重,这些问题迫使人们改变能源结构,寻找新的替代能源。可再生洁净能源的开发愈来愈受到重视,太阳能以其经济、清洁等优点倍受青睐,其开发利用技术亦得以迅速发展,而光伏水泵成为其中重要的研究领域。本文针对采用异步电机作为光伏水泵驱动电机的光伏水泵系统,详细介绍了推挽DC/DC升压电路、DC/AC IPM模块逆变电路、及基于dsPIC30F2010的控制电路等,并制作了一台试验样机。同时围绕多种最大功率跟踪方法展开研究,设计了最大功率跟踪程序。论文的主要工作如下:1)设计了DC-DC推挽升压电路,并通过加入TPS2812改进了推挽功率MOS管的驱动电路;2)研究分析了光伏水泵系统最大功率跟踪控制,通过Matlab对多种MPPT方式进行了仿真,确定系统采用黄金分割法最大功率跟踪方式;3)采用SVPWM调制技术,实现了系统的稳定快速跟踪控制:4)采用IPM模块作为逆变器主电路,大大简化了逆变器驱动电路和保护电路设计,缩小了系统体积,提高了效率和系统的可靠性;5)采用徵芯公司的dsPIC20F2010作为主电路的控制核心,并设计了包括W"保护电路在内的外围电路和相关的软件;6)详细介绍了系统主电路各元件参量的选择和设计;7)在样机上进行了不同负载下的试验,给出了试验波形和效率测试结果,验证了本系统的可靠性和高效性。
上传时间: 2022-06-20
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化石能源日趋枯竭,核能发展受限,能源问题愈来愈成为全人类所不可避免的一个严峻挑战。光伏发电技术是太阳能利用的主要形式。基于提高太阳能转换效率的最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,简称MPPT)的提出与应用为光伏发电系统的优化利用提供了坚实的基础。本文针对MPPT技术开展了细致的工作计划,完成了以MPPT控制器为核心的光伏发电系统设计和仿真,较好地解决了能量转换低下的问题。首先,总体介绍了光伏发电系统。其次,阐述了光伏发电系统基本原理。然后就MPPT控制器的实现部分-DCDC变换电路,阐述了电路CCM工作模式,利用两种方法对Buck和Boost电路进行了建模和仿真分析.Boost电路设计简便、可升压,且能够保证一直工作于CCM下,具有更实用的特点,更进一步地,说明了传统MPPT算法的实现原理和控制流程,仿真研究表明改进型变步长扰动观察法在光强变化时具有较好的跟踪控制性能,但是温度变化时跟踪效果差。针对传统算改进型扰动观察发法不能很好地响应环境的变化同时存在严重振荡,偏差较大的情况,提出一种人工智能控制方法--模糊控制法,进行系统分析,模糊控制规则确定以及FIS编辑器参数设置等,完成了系统的设计。最后搭建出光伏发电MPPT人工智能控制系统的仿真模型,设置相关参数。通过仿真结果的比较和分析验证了模糊控制法的有效性和可行性。
上传时间: 2022-06-21
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摘要:本文介绍了一种基于单片机的太阳能控制器,系统使用STCl5F2K61S2单片机作为控制电路的核心器件。此设计使用PWM(脉宽调制)控制技术和控制MOSFET管开启和关闭来控制蓄电池充放电。实验结果表明,该控制器性能可靠,可以监视太阳能电池和蓄电池状态,实现控制蓄电池最优充放电,达到延长蓄电池的使用寿命的目的。
上传时间: 2022-07-10
上传用户:得之我幸78
51单片机太阳能自动电加热控制器程序附原理图,源码注释细,适合单片机爱好者参考学习。
标签: 51单片机 太阳能自动加热控制器
上传时间: 2022-07-22
上传用户:得之我幸78
随着世界经济的高速发展、人口的增长和科技的进步,传统能源的消耗量越来越大,这就带来了一系列能源的耗尽和环境污染问题。太阳能作为一种优越的可再生能源而受到世界各国的重视并具有较大发展潜力。为了进一步提高系统的性能,实现系统的优化及可靠运行,本文研究独立运行光伏发电系统的结构、工作原理和控制策略。相对并网系统,这对于国家正大力发展的西部太阳能资源开发来说是具有现实意义的。 首先,本文详细介绍了光伏发电的国内外研究背景,光伏电池的种类、发电原理及输出特性,并介绍了独立运行光伏发电系统的组成、运行原理和应用,在此基础上论述了光伏系统常用的DC/DC变换电路,负载最大功率跟踪(MPPT)的方法等人们普遍关注的问题。融合了上述原理技术,设计一个功率为25W的独立运行光伏发电系统。 其次,为减小传统的固定步长的扰动法进行最大功率跟踪的步长大振荡大,步长小跟踪速度慢的缺陷,本文提出了电压自适应最大功率跟踪算法,其原理是引入了不同的步长系数,根据功率变量值的大小,确定合适的控制步长进行电压参考值的给定,并在MATLAB环境下利用Simulink工具搭建模型进行仿真,仿真结果验证了此种跟踪方法具有快速性、稳定性和准确性等优点。 最后,搭建硬件电路,通过对电池板的不同安装角度测量得到的数据,得出不同季节在大连地区安装的不同最佳角度值。设计了25W的独立运行光伏发电系统的主电路及其控制电路,包括光伏电池的选择,Boost主电路参数、控制电路部分、驱动电路及其检测电路各模块分别进行了详细的探讨;对独立系统的储能装置蓄电池的充放电电路进行了设计,利用单片机dsPIC30F3011控制电路同时实现了最大功率跟踪和蓄电池的充电电压、放电极限电压及充电电流的控制,可防止过充过放现象的发生,从而实现独立光伏发电系统的可靠运行。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:kennyplds
近年来,光伏发电技术取得了长足的进步,太阳能已经成为当今能源的一个重要补充。光伏并网发电是太阳能大规模利用的必然趋势。本文以光伏并网发电系统的核心设备并网逆变器为研究对象,首先给出了单相光伏并网逆变器的详细的硬件设计过程,然后对光伏阵列的最大功能点跟踪、逆变器的特性及控制方法、并网系统的人机交互子系统等进行了深入的研究。 并网逆变器的硬件设计是整个系统的基础和难点之一。本文设计了1套额定功率为3KW的两级式光伏并网逆变器,采用F2812DSP作为系统的控制核心。文章对整个硬件的设计过程和电路原理进行了详细分析。 为提高系统效率,光伏阵列都要求工作在最大功率点处。本文在分析了各种MPPT方法的优缺点的基础上,提出了基于移相全桥电路的电导增量法,给出了整个算法在DSP中的实现过程。 并网逆变器输出级的跟踪控制技术是系统设计的关键点之一。本文详细分析了逆变器输出级的电路工作模式和数学模型,深入分析了T型输出滤波器的原理及电网电压对输出电流的影响,提出了基于前馈补偿的数字PI控制,并给出了其在DSP中的实现过程。 为完成对并网系统的监控和设置,设计了人机交互子系统,该系统是一个小型嵌入式系统,用MODBUS协议实现了子系统和控制系统的通信。本文详细分析了整个子系统的软硬件设计过程。 最后,对整个系统进行了实验验证,结果表明了系统方案的可行性,系统实现了稳定可靠运行。
上传时间: 2013-05-26
上传用户:88mao
太阳能发电在世界能源危机的今天飞速发展,已成为新能源的主流之一。逆变器作为主要的能量变换装置器件,其性能的好坏直接影响着整个光伏系统的效率。本文采用电压外环、电流内环的双环控制策略,保证了系统的动态响应速度快,稳态误差小。为此,论文主要对系统的电路拓扑结构、数学模型、控制方法以及基于FPGA的软件实现方法等技术进行了分析研究。 本文首先通过对几种常见的数学模型分析方法的比较,选择适合本文的数学建模方法。文中给出了逆变器的拓扑结构,详细论述了其工作原理,对该逆变器不同工作状态下的等效电路进行分析,并利用状态空间平均法建立了逆变器数学模型,确定主要元件的参数。 随后对当前比较流行的几种逆变电路的控制方法进行了对比分析。本文采用的基于SPWM控制的电压电流双环控制的算法,具有开关频率固定、物理意义清晰、实现方便的优点,保证系统的稳态误差小,动态响应速度快。通过分析几种最大功率跟踪算法各自的优缺点,最后给出了改进的最大功率跟踪算法,保证系统输出最大功率。 最后用FPGA实现了系统控制方案的设计。整机测试结果表明:该逆变器的性能指标基本达到了设计要求,验证了数学模型和控制策略的有效性和理论分析的正确性和可行性。
上传时间: 2013-07-25
上传用户:时代将军
随着市场经济和现代化工业的发展,能源短缺和环境污染,已经成为制约人类社会健康发展的两大重要因素。新能源的开发与利用愈来愈受到重视,太阳能以其清洁环保、蕴藏丰富等优点逐步得到了开发利用。光伏逆变电源作为太阳能利用中主要的能量变换装置,是目前研究和发展的重要环节。 本课题研究的是可并网三相光伏逆变电源,以追求体积小、效率高、精度大、方便实用为目的,采用了DC—HFAC—DC—LFAC三级功率传输架构,设计中使用了SPWM技术、SVPWM技术、内高频环技术、DSP数字控制技术和数字锁相环技术等前沿实用技术。 直流DC—DC变换器采用内高频环技术,既实现了电气隔离又大大的减小了装置体积。这一部分本文不做涉及,本文所涉及的内容为本系统的DC—AC逆变电源部分,本论文的主要内容如下: 首先,分析了几种DC—AC逆变器的主电路拓扑结构,根据其优缺点与实际应用需要,选择三相四桥臂结构作为本文主电路结构,满足了电网负载的不平衡性。在选择了三相四桥臂结构的基础上,选取两种最新的SVM控制方法:基于三态滞环的瞬时空间电流相量控制法与二维空间矢量控制法,对两种方法作出详细分析比较,根据实用性原则,选取二维空间矢量控制法作为本文的控制方法。 其次,选取了主控芯片TI公司的TMS320F2812,电路中的功能尽量数字化实现,既控制了电路体积,又大大提高了系统的安全性与可靠性。设计了本系统的控制电路、驱动电路、缓冲电路、保护电路、滤波器电路等系统电路,本系统所有硬件电路均设计完毕。为了验证设计的正确性,大部分电路都用ORCAD—Pspice仿真软件进行仿真验证,小部分电路搭建实际电路,设计电路都能达到系统设计要求。 随后,简单介绍了DSP编程环境CCS。详细分析了SVPWM的工作原理,并给出二维空间矢量法在DSP中的实现方法。介绍几种MPPT方法,并选取本课题所选用的方法。 最后,给出系统仿真,分析了重点模块,得到了仿真结果。 关键词:光伏并网电源、空间矢量脉宽调制、内高频环、三相四桥臂
上传时间: 2013-05-19
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