資料介紹
在常規能源危機與環境污染日益突出的今天,大力發展太陽能等可再生能源已經成為世界各國的共識,這也使得太陽能光伏產業在近些年來發展較為迅猛。發展太陽能光伏發電不僅可以減少對環境的污染,而且還能夠滿足那些遠離市區的無電或缺電家庭的用電需求。目前,像獨立式光伏發電系統進入家庭的發展趨勢也較為迅速。
本文對家用太陽能光伏發電系統進行了研究和設計。首先在太陽能電池工作原理的基礎上對其輸出特性進行了仿真。根據其輸出的非線性關系,闡述了最大功率點跟蹤(MPPT)的原理,并結合DC-DC變換器對常用的MPPT算法進行了仿真。通過對比幾種方法的優缺點,給出了一種新型MPPT算法。接著對儲能蓄電池的充放電特性進行了研究,然后根據負載的要求計算了蓄電池的容量,并采用Boost變換器對其進行充電控制。
其次,考慮到蓄電池組的電壓等級較低,為使輸出220V的交流電,通過分析幾種拓撲結構,最終采用“推挽升壓電路+全橋逆變”的電源設計方案以提高整個系統的效率,設計包括硬件和軟件兩部分。在推挽電路中介紹了各元器件參數的選擇、高頻變壓器的設計及其控制電路等,其中PWM驅動電路輸出采用圖騰柱的方式以增強其驅動能力;逆變電路同樣給出了功率開關管、濾波器的選取方法,并設計了過流保護和電壓采樣調理電路,對濾波器傳遞函數的仿真驗證了設計的合理性。在軟件設計中,基于DSP實現了MPPT控制、SPWM驅動信號的生成和Pl閉環反饋控制。最后,論文給出了相關實驗電路的調試結果,從中可以看出,所設計的電路實現了各部分的功能,并驗證了設計的合理性。
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