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小型户用独立光伏发电系统研究

刘勇华  
【摘要】:太阳能作为最具潜力的可再生能源,其开发和利用一直受到世界各国的广泛关注。目前太阳能有多种利用方式,主要分为独立发电和并网发电两大类。本文以独立光伏发电系统为研究对象,针对一些关键技术进行了研究,提出了一种基于DSP控制的独立光伏发电系统的实现方案。 论文概述了光伏发电的研究背景,分析了当前国内外光伏发电产业的发展现状与形势,并对独立光伏发电系统中两大核心器件即太阳能充电器和正弦波逆变器的研究现状进行了总结,提出了本课题的主要研究内容。 论文介绍了光伏发电系统的主要分类及其工作原理,分析了蓄电池常用的充电控制方法、太阳能电池的特性及其最大功率点跟踪的原理和常用方法,重点研究了充电控制方法中的三阶段充电法和MPPT中的扰动观察法。 论文设计了太阳充电系统和正弦波逆变系统的软硬件系统,提出了同步Buck电路的概念,对太阳能充电系统中所用到的同步Buck电路、推挽升压电路和正弦波全桥逆变电路进行了重点分析,并对关键元件的参数进行设计和选择。设计并分析了基于DSP的硬件控制系统,包括驱动电路、AD采样电路、各种保护电路等;软件设计采用模块化设计,论文给出了系统软件主程序和子程序流程图。 基于上述设计理念,搭建基于DSP2808的独立光伏发电系统测试实验平台,并完成了最大功率点跟踪,正弦波逆变器的推挽升压和全桥逆变,独立发电系统效率等相关实验的测试,取得了预期的实验效果。试验表明,论文所提出的基于DSP的独立光伏发电系统的设计方案是切实可行的。


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