基于DSP的光伏MPPT控制器的研究

【摘要】：本文研究并设计了一台具有MPPT功能的光伏控制器样机,论文的主要工作如下：1.对光伏电池的工作原理进行了介绍,并在Matlab/S imulink软件平台上搭建了光照强度和环境温度可调的光伏电池仿真模型,研究光伏电池的输出特性。2.介绍了最大功率点跟踪(MPPT)的工作原理,总结了几种应用最为广泛的经典MPPT控制算法的优缺点,并重点研究了扰动观察法。由于扰动观察法会在光照强度迅速变化时发生误判,并且固定步长会引起系统稳态时发生较大振荡,因此本文采用基于变步长的改进扰动观察法,有效提高了系统的动态性能和稳定性。3.对光伏控制器主电路形式进行了介绍,采用两相交错并联的Buck电路作为光伏控制器主电路,并基于Buck电路建立了光伏MPPT仿真模型,验证MPPT控制算法的性能。4.完成了控制器硬件部分的设计和软件的编写,制作了一台基于TMS320F2808控制的光伏MPPT控制器样机,并分别在环境条件固定及环境条件变化两种情况下进行实验,验证在实际使用场合中MPPT控制算法的性能。 【关键词】：光伏电池 最大功率点跟踪 扰动观察法 DC/DC电路
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 光伏发电的研究背景及意义7-8
• 1.2 光伏发电的国内外现状及趋势8-9
• 1.2.1 国外发展现状及趋势8
• 1.2.2 国内发展现状及趋势8-9
• 1.3 光伏MPPT控制系统概述9-10
• 1.4 论文的章节安排10-12
• 第二章 光伏电池的建模与仿真12-19
• 2.1 光伏电池的工作原理12
• 2.2 光伏电池的理论数学模型和工程数学模型12-14
• 2.2.1 理论数学模型12-14
• 2.2.2 工程数学模型14
• 2.3 基于Matlab/Simul ink的光伏电池仿真14-19
• 2.3.1 建立仿真模型14-16
• 2.3.2 光伏电池的输出特性分析16-19
• 第三章 光伏最大功率点跟踪算法的研究19-32
• 3.1 光伏电池MPPT控制原理19-20
• 3.2 光伏电池MPPT控制算法20-24
• 3.2.1 恒定电压法(CVT)20-21
• 3.2.2 扰动观察法(P&O)21-23
• 3.2.3 电导增量法(ICM)23-24
• 3.3 基于变步长的改进扰动观察法24-28
• 3.3.1 变步长MPPT算法24-25
• 3.3.2 环境因素变化时扰动观察法的应用25-27
• 3.3.3 基于变步长的改进扰动观察法27-28
• 3.4 基于Buck电路的MPPT仿真28-32
• 3.4.1 固定步长扰动观察法仿真及结果分析29-30
• 3.4.2 基于变步长的改进扰动观察法仿真及结果分析30-32
• 第四章 光伏MPPT控制器的软硬件设计32-49
• 4.1 控制器总体设计32
• 4.2 控制器硬件设计32-41
• 4.2.1 DSP控制芯片选取32-33
• 4.2.2 DC/DC电路拓扑结构分析33-35
• 4.2.3 主回路与驱动电路设计35-38
• 4.2.4 采样电路的设计38-40
• 4.2.5 电源电路的设计40-41
• 4.3 光伏MPPT控制器的软件设计41-49
• 4.3.1 光伏MPPT控制器软件概述41-43
• 4.3.2 主程序模块43
• 4.3.3 采样滤波子程序43-44
• 4.3.4 蓄电池充电控制子程序44-47
• 4.3.5 人机交互子程序47-49
• 第五章 光伏MPPT控制器的实验及结果分析49-58
• 5.1 实验平台简介49-51
• 5.2 环境因素稳定情况下实验及结果分析51-54
• 5.3 环境因素变化情况下实验及结果分析54-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63

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