太陽電池最大輸出功率跟蹤方法研究

論文編號:ZD1411  論文字數:21751,頁數:49

 論文題目：太陽電池最大輸出功率跟蹤方法研究
 摘  要
 當今世界能源問題已經成為人類需要迫切解決的一個問題，尋找替代能源都已成為世界各國的緊迫任務。就當前形勢來看，太陽能是一種取之不盡，用之不絕的綠色能源，太陽能的大規模利用已經成為 21 世紀人類社會發展進步的重要標志。光伏發電是一種直接將太陽能輻射轉換成為電能的新型發電技術，該技術在我國 80 年代中后期就已初具規模自 90 年代以來進入快速發展時期。太陽能光伏發電技術能量轉換的關鍵器件是太陽能電池。因為太陽能電池價格昂貴，所以采用最大功率點跟蹤方法有效提高太陽能電池的利用率，充分利用其性能在很多場合具有重大的現實意義本文本文就光伏發電系統所用的最大功率跟蹤(MPPT)電路進行了理論分析，采用模塊化的電路設計方式構造了基于集散式控制體系的最大功率跟蹤電路。將基于 FPGA＋DSP 構架的實時控制系統概念引入到系統中來，設計了具有上位機通訊接口及數碼顯示功能的多路光伏陣列最大功率跟蹤電路。用硬件描述語言對 A/D 轉換控制和數據讀取以及緩存寫時序進行了設計并進行了軟件仿真，提出了顯示控制模塊的框圖。
 關鍵詞 光伏發電；太陽能電池；MPPT；DC/DC 變換器；
 
目 錄
1 緒論 1
1.1 太陽能光伏并網發電的意義 1
1.1.1 當今世界的能源分析 1
1.1.2 發展光伏發電系統的意義 2
1.2 最大功率跟蹤（MPPT）的意義 2
1.2.1 光伏發電系統的結構及工作原理 2
1.2.2 太陽能電池的輸出特性及最大功率跟蹤（MPPT）的意義 3
2 太陽能電池最大功率跟蹤電路的設計 1
2.1 最大功率跟蹤（MPPT）電路的組成. 1
2.1.1 組成原理 1
2.1.2 組成框圖 1
2.2 DC-DC 變換器 2
2.2.1 DC/DC 變換器電路分析 2
2.2.2 基本斬波電路 4
2.2.3 降壓式buck變換器 5
2.3 最大功率點跟蹤 MPPT 8
2.3.1 控 制 太 陽 能 電 池 陣 列 的 串 并 聯 數 9
2.3.2 CVT 跟蹤 9
2.3.3 改 變 輸 出 電 壓 的 MPPT 10
2.3.4 改 變 負 載 的 MPPT 11
3 系統硬件構成 13
3.1 設計目標及方案 13
3.1.1 基本設計目標 13
3.1.2 最大功率跟蹤方案 14
3.2 主控模塊 15
3.2.1 主控 ＭＣＵＡＴ８９Ｃ５１ 15
3.2.2 四路信號監控模塊 17
3.2.3 本設計的液晶顯示 21
3.2.4 功率ＭＯＳ管模塊 22
3.3 功率變換模塊ＤＣ－ＤＣ變換電路 23
3.4 本章小結 25
4 系統程序設計 27
4.1 FPGA 程序設計 27
4.1.1 編程工具及所用語言 27
4.1.2 系統所用程序設計 27
4.2 DSP 算法及控制邏輯 30
4.2.1 常用最大功率跟蹤算法比較 30
4.2.2 最大功率點確認及算法原理 31
4.2.3 本系統最大功率跟蹤軟件流程 35
致 謝 37
參考文獻 39