光伏系统设计及最大功率点跟踪算法的研究与实现

【摘要】：随着能源危机逐渐加剧,绿色节能环保的太阳能备受人类的关注。本文分析和研究了太阳能电池板和蓄电池的工作特性、太阳能光伏输出的最大功率点跟踪原理和逆变器工作原理。在掌握太阳能光伏发电系统的基本原理基础上,根据系统指标要求,设计和确定了独立型光伏发电系统的结构,按照功能划分设计和实现了充电控制模块、逆变电路模块。论文对整个设计实现的过程进行了详细的叙述,其中包括控制电路、充电电路、DC-DC电路、DC-AC电路以及变压器绕制等。考虑到环境因素干扰的影响,在电路设计方面,对蓄电池和逆变电路采取了一系列的保护措施,提高了系统的安全性和可靠性。 论文设计实现了独立型光伏发电系统,结合登山法和三点比较法,提出了最大功率点跟踪的新算法三点登山法,并将该算法应用于系统中。在完成太阳能光伏发电系统各项功能的基础上,对系统进行了各项性能指标的测试,根据实验数据,分析了系统的充电效率及逆变效率,整个光伏发电系统达到了指标要求。 【关键词】：光伏发电系统 最大功率点跟踪 三点比较法
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 光伏发电系统在国内外的发展8-9
• 1.2.1 光伏发电在国外的发展状况8
• 1.2.2 光伏发电在国内的发展状况8-9
• 1.3 本论文的内容安排9-11
• 第二章 光伏发电系统的功能分析11-15
• 2.1 光伏发电系统简介11-12
• 2.1.1 光伏发电系统分类11
• 2.1.2 独立型光伏发电系统结构11-12
• 2.2 光伏发电系统设计流程12
• 2.3 光伏发电系统功能分析12-15
• 第三章 光伏发电系统的基本原理15-27
• 3.1 太阳能电池工作原理与特性曲线15-17
• 3.2 蓄电池充放电控制17-19
• 3.3 最大功率点跟踪原理与跟踪方法19-23
• 3.4 BUCK变换器23-25
• 3.5 逆变器工作原理25-27
• 第四章 系统硬件设计与实现27-43
• 4.1 主要器件选型27-30
• 4.1.1 控制芯片XC88827-28
• 4.1.2 脉宽调制控制芯片TL49428-30
• 4.2 充电控制模块设计30-36
• 4.2.1 充电控制电路总体设计30
• 4.2.2 控制电路设计30-34
• 4.2.3 充电电路设计34-36
• 4.3 逆变模块设计36-41
• 4.3.1 逆变电路总体设计36
• 4.3.2 DC-DC电路设计36-37
• 4.3.3 DC-AC电路设计37-39
• 4.3.4 变压器绕制39-41
• 4.4 可靠性设计41-43
• 4.4.1 保护功能设计41-42
• 4.4.2 抗干扰设计42
• 4.4.3 散热设计42-43
• 第五章 系统软件设计与实现43-53
• 5.1 XC888集成开发环境43-44
• 5.2 控制模块XC888软件设计44-51
• 5.2.1 MPPT算法44-48
• 5.2.2 液晶模块设计48-49
• 5.2.3 PWM模块设计49-51
• 5.3 逆变器SPWM算法51-53
• 第六章 系统测试与分析53-59
• 6.1 MPPT算法53-57
• 6.2 充电器效率57
• 6.3 逆变器效率57-59
• 第七章 结论59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-65
• 硕士期间研究成果65-67
• 附录A67-68
• 附录B68-69
• 附录C69

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