光伏发电是一种清洁的可再生能源利用方式,其已经在国内外得到了广泛的应用,其中独立光伏发电系统作为一种新的能量来源,受到越来越多的重视。在未来,独立光伏发电将得到良好的发展和应用。 本文以独立光伏发电系统的蓄电池充放电控制器为研究对象,分析和研究光伏电池、铅酸蓄电池等光伏组件的工作原理与电气特性,对控制器设计的过程进行理论分析,根据实验的条件搭建了充放电控制器的硬件平台,选用光伏电池最大功率点跟踪(MPPT)、分段法充电、蓄电池剩余容量预测、SPWM逆变放电等优化的算法,进行DSP控制系统的软件编程,实现了智能高效充放电控制器的研制。具体内容可以分为五章： 第一章,阐述了本课题研究的背景和现实意义,就国内外的独立光伏发电系统充放电控制器的技术现状进行了详细的介绍,并提出了本论文的主要研究内容。 第二章,介绍了独立光伏发电系统的概念、组成和用途,并对系统关键组件进行了分析和研究。理论上阐述了光伏电池的工作原理和外特性,搭建了光伏电池的Matlab仿真模型,并将模型仿真结果与外特性的实测结果进行对比。介绍了光伏用蓄电池的分类、VRLA(阀控式密封铅酸)蓄电池的技术指标、VRLA蓄电池充放电控制技术等内容,并介绍了铅酸蓄电池的两种常见数学模型。 第三章,设计了充放电控制器的硬件主电路部分,具体包括充放电控制器的整体电路结构、充电器拓扑的选择、放电器拓扑的选择、数据采集电路设计等。重点对主电路中元器件的参数设计过程进行了理论推导和选型,进而利用Matlab进行电路仿真以验证选型的正确性：重点介绍了数据采集电路的设计过程,并给出了控制器完整的硬件主电路结构图。 第四章,设计了充放电控制器的软件算法部分,并在各部分给出了必要的实验或仿真波形。软件部分包括系统的能量管理策略分析、光伏电池的MPPT算法的实现、蓄电池三段法充电的实现、卡尔曼滤波法估计蓄电池剩余容量的仿真和蓄电池通过逆变器带负载放电的实现。 第五章,总结了在独立光伏发电系统充放电控制器研究中的工作成果和不足,对本课题进一步的工作进行了展望。