【摘 要】
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随着社会经济的不断发展,人类对能源的需求量不断加大,但化石能源的弊端不断暴露出来,以光伏发电为代表的新能源高速发展,对光伏发电配套设备的研究也不断深入,在此大环境下,
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随着社会经济的不断发展,人类对能源的需求量不断加大,但化石能源的弊端不断暴露出来,以光伏发电为代表的新能源高速发展,对光伏发电配套设备的研究也不断深入,在此大环境下,本文针对家用型光伏发电系统研究设计了500W的逆变控制一体机,并进行了仿真、样机研制和实验。首先,在MATLAB/Simulink环境下对光伏电池的数学模型进行了仿真,并且研究了光伏电池的I-V和P-V曲线特性;在光照强度、环境温度改变时,研究了光伏电池的输出特性的变化;以此为基础,进一步研究了光伏电池的最大功率点跟踪算法(MPPT),分析了电导增量法、扰动观察法的优缺点。在此基础上,设计了基于模糊控制的最大功率跟踪算法,并且进行了大量仿真研究。研究结果表明模糊控制算法与传统算法相比,在跟踪速度、最大功率点处的稳定度方面,具有明显的优势。然后,设计了逆控一体机的硬件部分和软件部分。硬件部分由DC/DC电路和DC/AC电路组成,DC/DC部分采用PIC16F877作为控制单元,实现最大功率跟踪、BUCK电路PWM波的产生和蓄电池充电电路的控制,以及电压、电流检测,蓄电池过充、过放保护、防反充保护等功能。DC/AC部分控制单元采用DSPTM320F2812,主电路选用高低频结合的单相全桥逆变电路,并且针对本系统设计了变压器和滤波电路的具体参数。两个控制单元彼此监控、相互通讯。并针对系统的各个功能进行了软件设计。最后,进行了样机的研制和测试.针对本系统设计的最大功率跟踪算法、减流升压充电法、负载变化时输出电压的稳定性进行了实验。实验结果表明;本文设计的逆控一体机对光伏电池的最大功率跟踪效果明显、蓄电池充电快速、安全,输出交流电电压稳定波形平滑。达到了预期设计目标,能很好的满足家庭使用,具有进一步研究开发的重要意义。
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