基于嵌入式的光伏发电并网控制器的研究

【摘要】： 随着社会经济的发展,能源与环境成为全球面临的重要问题,能源短缺、环境恶化日益突显,开发利用绿色能源成为世界各国解决能源危机与环境恶化的最有效途径。太阳能以其资源丰富、清洁无污染成为开发利用前景较好的可再生能源。光伏并网发电技术作为光伏发电的主要方式越来越受到人们的认可和关注,并逐渐成为光伏发电应用的主流。本文在深入分析并网发电系统的基础上,设计带有最大功率跟踪功能的光伏并网控制器,旨在最大程度的利用太阳能资源。 分析了光伏并网发电的基本原理和相关技术,重点研究了并网系统的结构,构建了并网控制器主电路由前级Boost变换器和后级电压源性逆变器组成的两级式结构。 结合太阳能电池的工作原理及工作特性,深入分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。针对单纯应用神经网络算法收敛速度慢等缺点,提出基于遗传优化的神经算法,对最大功率点跟踪(MPPT)控制算法进行优化设计,采用MATLAB平台对算法进行仿真,仿真结果验证了算法的有效性和可靠性。 为了进一步验证以上所提方法的准确性和优越性,设计了以dsPIC33F128为核心处理器的太阳能光伏并网发电控制器,重点对光伏并网逆变电路、电压电流采样电路、IGBT驱动电路和串行通信电路等模块进行了设计,模拟实验表明控制器能够满足设计要求,可安全、稳定运行。 【关键词】：光伏发电 并网控制 最大功率点跟踪 逆变控制
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM615;TM571
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外光伏发电的研究现状与发展趋势9-12
• 1.3 本课题的主要研究内容12-14
• 2 光伏发电的原理与技术14-21
• 2.1 光伏发电系统的构成与分类14-17
• 2.1.1 光伏发电系统的构成14
• 2.1.2 光伏发电系统的分类14-17
• 2.2 光伏发电的基本原理17-18
• 2.3 太阳能光伏并网发电系统18-20
• 2.3.1 光伏并网系统的组成18-19
• 2.3.2 光伏并网系统控制器19-20
• 2.3.3 光伏并网系统逆变器20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 光伏阵列模块特性及最大功率点跟踪21-28
• 3.1 太阳能电池的基本原理与特性21-24
• 3.1.1 太阳能电池的基本原理21-23
• 3.1.2 温度和光照对太阳能电池输出的影响23-24
• 3.2 太阳能电池最大功率算法研究24-27
• 3.2.1 最大功率跟踪问题的提出24
• 3.2.2 神经网络算法在最大跟踪中的应用24-25
• 3.2.3 遗传优化神经网络算法改进25-27
• 3.3 本章小结27-28
• 4 光伏并网发电系统的控制器设计28-46
• 4.1 系统整体设计方案28-29
• 4.1.1 光伏并网发电系统的总体设计28
• 4.1.2 系统软硬件设计思路28-29
• 4.2 系统硬件实现29-38
• 4.2.1 并网逆变电路设计29-35
• 4.2.2 控制电路设计35-38
• 4.3 系统软件实现38-45
• 4.3.1 程序开发工具与流程38-40
• 4.3.2 系统主程序设计40-41
• 4.3.3 系统子程序设计41-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 仿真实验分析46-50
• 5.1 实验环境简介46
• 5.2 仿真结果46-48
• 5.3 结果分析48-49
• 5.4 本章小结49-50
• 6 结论与展望50-51
• 6.1 总结50
• 6.2 展望50-51
• 致谢51-52
• 参考文献52-55
• 攻读硕士学位期间所发表的论文55

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

太阳能光伏发电技术及应用(5)    李宏毅,李加季

光伏发电自动跟踪系统    郭忠文

100W光伏系统的数据采集与技术评估    邓涛,沈辉,舒杰,邓幼俊

“贴”在墙上的发电机    唐黎标;

18家竞标方角逐中国最大并网光伏项目惊曝0.69元/度低价    

居民太阳能光伏发电并网引起的问题研究    张垠;

光伏并网逆变器辅助电源的设计    郭光伟;王俊峰;杨海柱;

基于TOP244G光伏辅助电源的应用    郭光伟;杨海柱;

一种太阳能游艇    何建玲;冀书香;刘彩凤;许健存;

一种新型家用光伏供电系统    钟承尧;严世胜;

光伏发电量与气象因子的关系及其预报试验简报    何明琼;陈正洪;成驰;

未来我国并网光伏发电经济性评估    张达;张希良;吴抒;罗小虎;

光伏发电出力预测系统介绍    

光伏发电温室的现状及技术前景研究    魏晓明;周长吉;丁小明;鲁少尉;曹楠;

基于气象因子的神经网络模型在光伏发电预测中的应用研究    代倩;段善旭;蔡涛;陈昌松;

铁路客站光伏发电的模式选择与计算    冯星明;汪隽;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测    郭晖;

光伏发电——21世纪的洁净能源    姚晓梅;马鸿文;余晓艳;

基于学习曲线的风力、光伏发电成本分析与接入智能电网的时机、规模预测    郭晖;

10MWp光伏发电项目将落户我地区    记者 张中源

石市5个光伏发电项目通过评审    记者 乔素华

上海适合光伏发电吗    记者 周桂龙

服务光伏发电行业    记者 沈翀　刘加佳

我国光伏发电规模化应用启动在即    记者 夏祖军　韩馨仪

发展新能源光伏发电将居首位    洛阳中硅副总经理 严大洲

我国光伏发电成本逼近“火电”    于南

青海巨资补贴光伏发电引投资狂潮    CNE 记者 段贵恒 赵静

“金太阳”聚集“光”和“热”,财税优惠催生光伏发电业    本报记者 江钰铃　通讯员 周辰恩

光伏发电：进入毛票时代？    本报记者 何晓亮

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

我国光伏发电项目规模化发展研究    殷帅

光伏发电并网系统的相关技术研究    赵杰

反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究    江守利

间歇式可再生能源分布式发电对配电系统的影响研究    马立克

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

光伏燃料电池混合发电系统控制设计与仿真研究    史君海

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

可再生能源发电并网协调策略的研究    于大洋

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

基于嵌入式的光伏发电并网控制器的研究    申楠

微电网中光伏发电动态特性研究    闫立伟

光伏电池建模及其在光伏发电预测中的应用    蒋亚娟

光伏发电站环境影响评价技术规范研究    吴菲

光伏发电状态远程监测系统设计    舒文贤

光伏发电并网逆变器的设计    刘洋

大功率光伏发电并网系统拓扑研究    王恋

独立光伏发电系统协调控制技术研究    刘旭圆

光伏发电并网关键技术及其对电网的影响研究    余涛

建筑光伏发电一体化监测系统研究与设计    张华钧