光伏阵列区域特性测试系统的研究与实现

摘要

经济发展与能源短缺矛盾突出，发展循环低碳经济，转变经济增长方式，谋求可持续发展的出路成为瞩目的热点论题。太阳能作为一种优质可再生新能源受到越来越多的关注。光伏阵列区域特性的测试、研究和开发也随之成为一个焦点问题。
　　 由于光伏阵列区域特性受众多因素影响，光伏组件以及阵列的标定参数往往与实际情况有很大的出入，因此单靠厂家提供的太阳电池特性参数不能准确反映光伏阵列的实际工作情况，对光伏系统设计而言也缺乏参考价值。光伏阵列的现场测试研究为光伏系统设计和光伏阵列性能评估提供重要依据，便于光伏系统的设计和应用。
　　 本论文研究的光伏阵列区域特性测试系统是采用电容充电测试方法得到光伏阵列的特性参数，通过传感器进入高速的数字处理控制芯片TMS320F2812完成完成A/D模数转换、数据存储和数据分析处理的工作，实时反映光伏阵列的特性。同时，运用预估算法根据现场测量数据确定光伏阵列在任意温度和照度条件下的光伏阵列区域特性并在上位机或液晶显示模块以图像和数据结合的方式显示。数据采集单元与上位机是通过通用串行接口或USB通信模块连接的。数字芯片TMS320F2812具有精度高、速度快、集成度高等特点，大大地提高了光伏阵列区域特性测试与预估的精度，提供高速的数据采样分析，完成复杂的数值运算，使装置小型化、轻便化，适用于广大地区光伏阵列的就地测量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引 言

1.1.太阳能光伏产业发展前景

1.2.光伏阵列测试技术研究现状和意义

1.3本论文主要内容和框架

1.4本论文的创新点

第二章 光伏阵列的区域特性

2.1.太阳电池原理以及分类

2.2.太阳电池的特性

2.2.1太阳电池的特性

2.2.2光伏阵列的区域特性

2.2.3光伏阵列区域特性的环境影响因素

第三章 光伏阵列区域特性测试方法

3.1光伏阵列的等效电路模型

3.2测试方法的选择

3.2.1变电阻法

3.2.2电子负载法

3.2.3电容动态充放电法

3.3光伏阵列测试模型选择

3.3.1泰勒多项式模型

3.3.2指数模型

3.3.3工程模型

3.4光伏阵列预估算法的研究

3.4.1基于多项式模型与指数模型的预估

3.4.2基于工程模型的预估

第四章 基于TMS320F2812的软硬件实现

4.1 光伏阵列区域特性测试系统整体设计

4.2系统电路设计

4.2.1光伏阵列区域特性测试系统主电路设计

4.2.2驱动电路设计

4.2.3采样电路设计

4.3 DSP控制模块设计

4.3.1TMS320F2812数字信号处理器介绍

4.3.2下位机采样实现

4.3.3液晶模块的设计与键盘控制实现

4.3.4下位机的控制实现

4.4上下位机通讯实现

4.4.1基于FT245BM的USB接口电路

4.4.2 USB通信实现

4.5上位机软件设计

4.5.1 MFC框架介绍

4.5.2IV check光伏测试系统的上位机操作软件说明

4.6精度分析

4.6.1与日本EKO测试仪MP-140区域特性曲线的精度比较

4.6.2预估精度分析

第五章 总结与展望

5.1全文总结

1.2展望

附录

参考文献

致谢