太阳能光伏发电毕业论文
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3.3.1定电压跟踪法(Constant Voltage Tracking，CVT)16
3.3.2扰动观察法(P&Q Perturbation and observation method)17
3.3.3导纳增量法19
3.3.4基于梯度变步长的导纳增量法21
4DC-DC变换器的设计21
4.1太阳能独立光伏发电系统常用DC/DC变换器及其特点21
自从1973〜1974年的第一次“能源危机”以来，已经出现了一些具体的措施。然 而，自1973年以来，原油的价格已经提高了若干倍。美国和其他工业化国家一直受到 通货膨胀、经济衰退、大批的失业和工业设备的过时的困扰。一些石油不足的发展中国 家由于能源价格的关系其经济已经遭到破坏。
在能源危机的同时，世界范围内还有一些食品和矿产资源的短缺， 其次一些物品的 生产则出现过剩，如小麦和铜的生产过剩，一些铜生产国将铜以铜币的形式出口。
众所周知，能源的供应和成本已经成为当今社会的一个主要的话题。很显然，解决
“能源危机”是非常有意义的。目前已经有许多节约能源和发展新能源的计划被提出来。
在任何领域节约能源都是可行的。因而，能源工程师这个职业产生并迅速发展起来。能
离网型太阳能光伏发电的系统设计
源工程师的第一个提议是想办法减少能源的消耗同时保证产量不变甚至有所提高，第二
4.1.1BUCK电路原理22
4.1.2BOOST电路原理23
4.1.3双向BUCK-BOOSTS换器运行原理24
5逆变电路24
5.1常用逆变电路的简介24
5.2本系统逆变电路特点27
6控制系统的硬件设计28
6.1系统各部分功能介绍28
6.2控制系统方案28
6.3 TMS320F28035介绍29
6.4驱动电路33
目前，人类的能源消耗主要体现在燃料资源的消耗上。现在的固体状能源主要是煤
炭，目前已知的加上潜藏的煤炭储量最多可使用一到两个世纪，而且煤炭的开采和使用
会破坏环境并且产生大量的二氧化碳与二氧化硫。当煤炭资源用尽前这些影响将会越来
越恶劣。煤炭在能源的利用方面的比例已经越来越低，而石油和天然气正在被大量的使
6.5检测电路设计34
6.5.1太阳能板输出电压电流检测35
6.5.2蓄电池充电电压电流检测36
6.5.3温度检测检测37
6.6短路保护电路38
7MPPT控制算法与软件设计39
7.1编程要求39
7.2AD接口39
7.3MPPT的Boost电路控制原理41
7.4数字PID及算法42
7.4.1PID调节算法42
2.2.2太阳能电池输出特性9
2.2.3太阳能电池工程用数学模型9
2.3铅酸蓄电池10
铅酸蓄电池充电控制方法11
2.4影响太阳能光伏发电效率的因素12
2.5提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题14
3最大功率点跟踪(MPPT的研究15
3.1最大功率点跟踪的概念15
3.2 MPPT原理15
3.3光伏系统最大功率点跟踪控制方法研究16
余的热量会从地球辐射出去。而且利用照射到地球的一小部分太阳能就能够提供地球所 需的能源。
太阳能的供应是无限的，但是由于技术和条件的限制，其开发和利用是有限的。太
阳能的利用需要大量的土地，还有经济和环境方面的要求，而且这一部分土地上太阳能 的收集也只能达到一小部分。当然，亚利桑那州的许多居民可不喜欢国家大力发展太阳 能的收集，而且一些环保组织也因为太阳能的收集对响尾蛇的生活习性等产生的影响而 抗议太阳能收集装置的实行。
个提议是寻找降低能源成本的方法。
传统的工程技术被用来评估能源利用的技术。周期成本与用于节省资金的方法与经 济利益同等重要。评价的重点是整个大局中的重要性和减少浪费和使用的资金的方法。
同时，寻找更为理想的能源是非常重要的。 解决能源危机的一种理想的能源的要求 应该是无限的供应、能够被广泛的使用、价格低廉、而且其使用后不会添加地球的总热 量的负担或者不会产生化学空气和水污染物的排放。太阳能满足这些标准，其产生的多
太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，而且已经广泛应用于空间飞行器能源的 提供。然而，以目前的技术水平如果应用于大规模发电其代价于昂贵。因此，目前大多 数太阳能发电方式仍旧是首先将太阳能转化为热能，然后再将热能转化为电能。这种方 式目前最简单的设计是蒸汽发电装置，收集到的太阳能通过管道中的载热气体进行输 送。这种管道使用涂层能够使运输过程中的入射能量只有很少部分的流失。
用着。作为能源，石油比煤炭有更大的优势。其开采地比煤炭更为集中因此对环境的破 坏要少，其燃烧产生的污染物要比煤炭少，而且石油可以很容易的通过管道进行运输。 同时这些优势使石油成为理想的汽车燃料。
自从1859年第一个商业油田的建成以来，美国已经生产了超过100万桶石油，其 中大部分是在最近几年生产的。1990年全世界约消耗了65万桶石油。石油与天然气资 源在迅速的消耗着，阿拉斯加出产的石油只能暂时缓解石油的供应危机。 世界石油的生 产将在几年之内达到最咼值。
7.4.2PID调节算法44
7.4.3PID参数整定46
7.4.4PID算法程பைடு நூலகம்设计46
7.5PWM波输出48
7.6主程序流程图51
8结论52
参考文献53
附录A54
附录B54
致谢61
离网型太阳能光伏发电系统设计
设计总说明
能源就是能够用于工作和驱动机器的能量。 所有的生物（包括人类）都是依靠阳光 作为能量的来源。煤、石油和天然气都是可以利用的能源，这些能源都是过去的生物体 在太阳光能源的作用下生成复杂的存储这些能源有机分子结构经过长时间的压缩集中 后生成的。大量的能源已经被使用，如煤炭、石油、天然气、地热资源、核聚变能源、 核裂变能源、太阳能和氢气等。然而，在这种情况下，由于许多能够产生能量的资源是 不可再生的，大量的使用这些能源可能会引起能源危机。
设计总说明I
In troducti onIII
1绪论1
1.1太阳能光伏发电的研究背景1
1.2太阳能光伏发电发展历程与现状1
1.3本文主要研究内容和任务2
2光伏系统简介及光伏发电效率分析4
2.1太阳能光伏系统简介4
2.1.1光伏系统的基本组成4
2.1.2光伏系统的分类4
2.2光伏电池特性分析6
2.2.1太阳能电池原理及分类7
3.3.2扰动观察法(P&Q Perturbation and observation method)17
3.3.3导纳增量法19
3.3.4基于梯度变步长的导纳增量法21
4DC-DC变换器的设计21
4.1太阳能独立光伏发电系统常用DC/DC变换器及其特点21
自从1973〜1974年的第一次“能源危机”以来，已经出现了一些具体的措施。然 而，自1973年以来，原油的价格已经提高了若干倍。美国和其他工业化国家一直受到 通货膨胀、经济衰退、大批的失业和工业设备的过时的困扰。一些石油不足的发展中国 家由于能源价格的关系其经济已经遭到破坏。
在能源危机的同时，世界范围内还有一些食品和矿产资源的短缺， 其次一些物品的 生产则出现过剩，如小麦和铜的生产过剩，一些铜生产国将铜以铜币的形式出口。
众所周知，能源的供应和成本已经成为当今社会的一个主要的话题。很显然，解决
“能源危机”是非常有意义的。目前已经有许多节约能源和发展新能源的计划被提出来。
在任何领域节约能源都是可行的。因而，能源工程师这个职业产生并迅速发展起来。能
离网型太阳能光伏发电的系统设计
源工程师的第一个提议是想办法减少能源的消耗同时保证产量不变甚至有所提高，第二
4.1.1BUCK电路原理22
4.1.2BOOST电路原理23
4.1.3双向BUCK-BOOSTS换器运行原理24
5逆变电路24
5.1常用逆变电路的简介24
5.2本系统逆变电路特点27
6控制系统的硬件设计28
6.1系统各部分功能介绍28
6.2控制系统方案28
6.3 TMS320F28035介绍29
6.4驱动电路33
目前，人类的能源消耗主要体现在燃料资源的消耗上。现在的固体状能源主要是煤
炭，目前已知的加上潜藏的煤炭储量最多可使用一到两个世纪，而且煤炭的开采和使用
会破坏环境并且产生大量的二氧化碳与二氧化硫。当煤炭资源用尽前这些影响将会越来
越恶劣。煤炭在能源的利用方面的比例已经越来越低，而石油和天然气正在被大量的使
6.5检测电路设计34
6.5.1太阳能板输出电压电流检测35
6.5.2蓄电池充电电压电流检测36
6.5.3温度检测检测37
6.6短路保护电路38
7MPPT控制算法与软件设计39
7.1编程要求39
7.2AD接口39
7.3MPPT的Boost电路控制原理41
7.4数字PID及算法42
7.4.1PID调节算法42
2.2.2太阳能电池输出特性9
2.2.3太阳能电池工程用数学模型9
2.3铅酸蓄电池10
铅酸蓄电池充电控制方法11
2.4影响太阳能光伏发电效率的因素12
2.5提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题14
3最大功率点跟踪(MPPT的研究15
3.1最大功率点跟踪的概念15
3.2 MPPT原理15
3.3光伏系统最大功率点跟踪控制方法研究16
余的热量会从地球辐射出去。而且利用照射到地球的一小部分太阳能就能够提供地球所 需的能源。
太阳能的供应是无限的，但是由于技术和条件的限制，其开发和利用是有限的。太
阳能的利用需要大量的土地，还有经济和环境方面的要求，而且这一部分土地上太阳能 的收集也只能达到一小部分。当然，亚利桑那州的许多居民可不喜欢国家大力发展太阳 能的收集，而且一些环保组织也因为太阳能的收集对响尾蛇的生活习性等产生的影响而 抗议太阳能收集装置的实行。
个提议是寻找降低能源成本的方法。
传统的工程技术被用来评估能源利用的技术。周期成本与用于节省资金的方法与经 济利益同等重要。评价的重点是整个大局中的重要性和减少浪费和使用的资金的方法。
同时，寻找更为理想的能源是非常重要的。 解决能源危机的一种理想的能源的要求 应该是无限的供应、能够被广泛的使用、价格低廉、而且其使用后不会添加地球的总热 量的负担或者不会产生化学空气和水污染物的排放。太阳能满足这些标准，其产生的多
太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，而且已经广泛应用于空间飞行器能源的 提供。然而，以目前的技术水平如果应用于大规模发电其代价于昂贵。因此，目前大多 数太阳能发电方式仍旧是首先将太阳能转化为热能，然后再将热能转化为电能。这种方 式目前最简单的设计是蒸汽发电装置，收集到的太阳能通过管道中的载热气体进行输 送。这种管道使用涂层能够使运输过程中的入射能量只有很少部分的流失。
用着。作为能源，石油比煤炭有更大的优势。其开采地比煤炭更为集中因此对环境的破 坏要少，其燃烧产生的污染物要比煤炭少，而且石油可以很容易的通过管道进行运输。 同时这些优势使石油成为理想的汽车燃料。
自从1859年第一个商业油田的建成以来，美国已经生产了超过100万桶石油，其 中大部分是在最近几年生产的。1990年全世界约消耗了65万桶石油。石油与天然气资 源在迅速的消耗着，阿拉斯加出产的石油只能暂时缓解石油的供应危机。 世界石油的生 产将在几年之内达到最咼值。
7.4.2PID调节算法44
7.4.3PID参数整定46
7.4.4PID算法程பைடு நூலகம்设计46
7.5PWM波输出48
7.6主程序流程图51
8结论52
参考文献53
附录A54
附录B54
致谢61
离网型太阳能光伏发电系统设计
设计总说明
能源就是能够用于工作和驱动机器的能量。 所有的生物（包括人类）都是依靠阳光 作为能量的来源。煤、石油和天然气都是可以利用的能源，这些能源都是过去的生物体 在太阳光能源的作用下生成复杂的存储这些能源有机分子结构经过长时间的压缩集中 后生成的。大量的能源已经被使用，如煤炭、石油、天然气、地热资源、核聚变能源、 核裂变能源、太阳能和氢气等。然而，在这种情况下，由于许多能够产生能量的资源是 不可再生的，大量的使用这些能源可能会引起能源危机。
设计总说明I
In troducti onIII
1绪论1
1.1太阳能光伏发电的研究背景1
1.2太阳能光伏发电发展历程与现状1
1.3本文主要研究内容和任务2
2光伏系统简介及光伏发电效率分析4
2.1太阳能光伏系统简介4
2.1.1光伏系统的基本组成4
2.1.2光伏系统的分类4
2.2光伏电池特性分析6
2.2.1太阳能电池原理及分类7