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《曲阜师范大学》 2011年
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移动通信基站用光伏控制器的研究

游玲玲  
【摘要】:随着全球能源结构的优化,太阳能作为清洁可再生新能源越来越受推崇,光伏发电更是倍受重视。目前,移动通信基站对光伏发电设备的需求显著增加,质量要求也越来越高。因此开发出性能可靠、价格低廉和维护方便的光伏发电系统成为迫切需要解决的问题。 在独立太阳能发电系统中,控制器是重要的组成部分,负责控制光伏系统为蓄电池提供最佳充电电流,同时保护蓄电池不受过充和过放电的损害,起到延长蓄电池的使用寿命,提高电能利用率的作用。开展高性能光伏控制器的研究,对太阳能的高效利用和广泛应用具有重要意义。 本文在研究光伏控制器主要功能和蓄电池充放电的基本原理后,主要从以下几个方面对移动通信用光伏控制器进行了研究: (1)通过研究蓄电池充放电的基本原理、太阳能光伏电池的数学模型和光伏控制器主要功能,确定了结合MPPT算法的闭环负反馈数字PI控制策略,使得蓄电池的充放电质量更好,光电利用率更高; (2)采用模块化结构设计了光伏控制器硬件电路,包括功率电路、主控电路、电源电路、采样调理电路、通讯接口电路等。 (3)软件设计。将程序分成主程序、充放电控制程序、人机交互通讯程序、采样调理程序四个模块进行编写。确定了控制器充电控制的三个阶段:恒流充电、恒压充电和浮充充电,并在恒流阶段实现MPPT技术,采用软件控制进行蓄电池输入过压、欠压、输出过载和短路保护,并具备和上位机的RS485和GSM通讯功能。 (4)样机研制及试验研究。完成了一台移动通信基站用光伏控制器试验样机,并将软硬件结合在一起进行试验研究。实验证明本设计提高了太阳能的转换效率和蓄电池充放电的稳定性,对于太阳能发电的推广和实用性有一定的推动促进作用。
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