基于太阳能发电的UPS的研究

【摘要】：随着化石燃料的日益耗尽和缺乏,太阳能作为一种清洁环保的可再生资源,日益得到人们的青睐。虽然现在电力非常发达,但是不间断电源(Uninterruptible Power Supply System,简称UPS)的使用却越来越普及,尤其是在一些保证持续不间断供电的特殊场合。现在的大多数UPS电源都是由电池和市电向用电设备供电。为了节省能源,实现用太阳能对UPS供电有着很特别的意义。本文的研究点如下：首先,简单介绍了目前国内外太阳能发展的状况、逆变器的发展趋势和在光伏发电系统中的重要性,概括了本文所研究的基于太阳能发电的UPS电源系统。其次,对太阳能电池的发电原理、pn结的形成与作用、太阳能电池的光电转换效率等做了比较详细的介绍。对系统结构中的控制器、蓄电池以及逆变器做了归纳与分析。然后,阐述了逆变器的结构。以海尔公司生产的HR6P73P8DBL芯片为控制中心,在DC/DC升压部分采用了基于SG3525的推挽升压电路,DC/AC逆变部分采用了全桥逆变主回路,并配有PID控制的逆变电路以及一些相关的辅助功能电路。而且,简要说明了该逆变器的优越性以及工作特性。最后,对改进的机型进行了实验测试,并对几个重要的信号点进行了波形的采集。从实验结果上看来,本文所研究的基于太阳能的UPS系统是可行的。 【关键词】：不间断电源 逆变器 HR6P73P8DBL SG3525 PID控制
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外太阳能发电的发展情况11
• 1.2.1 国外太阳能发电现状11
• 1.2.2 国内太阳能发展现状11
• 1.3 逆变器发展现状11-12
• 1.4 本文研究的意义12-14
• 第二章 太阳能电池14-24
• 2.1 太阳能电池原理14-18
• 2.1.1 太阳能电池光伏效应14-15
• 2.1.2 PN结的原理分析15-16
• 2.1.3 硅太阳能电池工作原理16-17
• 2.1.4 太阳能电池的光电转换效率17-18
• 2.2 太阳能电池的分类及组件18-22
• 2.2.1 太阳能电池的分类18-20
• 2.2.2 太阳能电池组件20-22
• 2.3 本章小结22-24
• 第三章 光伏发电的结构组成24-38
• 3.1 控制器24-32
• 3.1.1 控制器的工作原理24-25
• 3.1.2 控制器的硬件结构25-28
• 3.1.3 控制器的控制方式28-32
• 3.2 蓄电池32-36
• 3.2.1 蓄电池的分类及技术指标32-34
• 3.2.2 蓄电池的工作原理34-35
• 3.2.3 蓄电池的充放电特性35-36
• 3.3 逆变器36-37
• 3.3.1 逆变器的分类36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 光伏系统逆变器的设计38-54
• 4.1 DC/DC升压部分的设计38-42
• 4.1.1 SG3525简介及外围电路的设计38-40
• 4.1.2 推挽升压电路的设计40-42
• 4.2 DC/AC逆变部分的设计42-45
• 4.3 单片机HR6P73P8DBL外部电路及相关辅助电路的设计45-51
• 4.3.1 单片机HR6P73P8DBL的介绍45-46
• 4.3.2 单片机HR6P73P8DBL外围电路及相关辅助电路的设计46-51
• 4.4 系统的软件设计51-53
• 4.4.1 系统的主程序52
• 4.4.2 ADC采样程序的设计52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 实验与结果分析54-60
• 5.1 实验装置和结果分析54-59
• 5.2 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 总结60-61
• 6.2 展望61-62
• 致谢62-64
• 参考文献64-68
• 附录A 攻读硕士学位期间的研究成果68

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