高升压变换器独立光伏发电系统的研究

摘要

近来,有关能源供应和环境污染的问题正逐渐受到人们的重视。太阳能以其可再生、无污染、储量大等优点成为了符合低碳要求的首选能源之一。太阳能光伏发电技术作为太阳能利用中的一个重要组成部分,更是人们普遍关注的焦点。但是,光伏电池的转换效率低且价格昂贵等缺点限制了光伏发电技术的发展。因此,提高光伏电池的输出功率和降低光伏发电系统的成本的研究具有重要意义。
　　 首先,对太阳能光伏发电技术的发展概况及现状进行了综述。其次,对一种直流/直流环节使用高升压比变换器、最大功率点跟踪控制(MaximumPowerPointTracking-MPPT)使用扰动观察法的光伏电池发电系统进行了仿真研究。较传统的Boost变换器,高升压拓扑具有更大的电压增益,因此可减少输入端太阳能电池板的串联数,甚至允许低电压光伏组件的并联工作,在小容量应用场合可降低光伏发电系统的成本。同时最大功率点跟踪技术使得光伏电池输出在其最大功率点附近。仿真结果表明此方案正确、有效。
　　 最后,以130W的光伏电池板作为研究对象,设计了基于TMS320F28335DSP的高升压变换器独立光伏发电系统。实验结果表明,此系统能够实现光伏电池板的最大功率点跟踪且能提升输出电压。实验结果表明该方案可行、有效。

目录

声明

摘要

1 绪论

1.1 光伏技术发展概况及现状

1.2 DC/DC变换器在光伏系统中的应用

1.3 课题的内容及意义

2 光伏电池组件特性及其数学模型

2.1 光伏电池发电原理

2.2 光伏电池组件种类

2.3 光伏电池组件特性

2.4 光伏电池组件的内部等效电路

2.5 基于外特性的光伏电池组件数学模型

2.6 本章小结

3 高升压DC/DC变换器

3.1 高升压变换器工作原理

3.2 高升压变换器相关公式推导

3.3 高升压变换器参数设计

3.4 高升压变换器仿真结果

3.5 本章小结

4 最大功率跟踪

4.1 MPPT原理

4.2 DC/DC变换器在MPPT中的作用

4.3 MPPT算法

4.4 本章小结

5 基于高升压DC/DC变换器的独立光伏系统

5.1 系统框图

5.2 硬件电路设计

5.2.1 控制芯片简介

5.2.2 控制电路设计

5.2.3 主电路设计

5.3 软件设计

5.3.1 主程序流程

5.3.2 中断程序流程

5.3.3 MPPT算法流程

5.3.4 上位机软件设计

5.4 实验结果及分析

5.5 本章小结

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 工作展望

致谢

参考文献

在校学习期间发表的论文