基于S3C2440的数字式光伏阵列模拟器的研制

发布时间：2024-01-20 15:57

　　在经济及科技飞速发展的今天,能源作为人类社会和经济发展最重要的物质基础,对人类社会各方面的发展都有着巨大的影响。但不可再生能源又是有限的,人们不可能永无止境地利用它们,所以寻找一种能够替代不可再生能源始终是研究的热点,尤其是对太阳能光伏并网发电系统的研究。虽然光伏发电系统有许多优越的特性,例如太阳能清洁无污染,储量巨大等,但因为受电池板价格体积以及自然条件的影响大大减缓了其开发进程。故本文旨在研制一种对光伏发电系统的开发至关重要的实验工具——数字式光伏阵列模拟器。 本文的研究工作主要包括以下几点： 1.介绍新能源的利用以及光伏发电系统的现状,模拟式光伏阵列模拟器和数字式光伏阵列模拟器的优缺点,光伏阵列电池的特性,光伏电池的工程数学模型和不同因素对光伏电池的影响等等。 2.利用MATLAB搭建电路系统进行了仿真实验,完成了单个模拟器系统仿真实验,不同的参数对模拟器的影响仿真实验和串并联模拟器系统仿真实验,并对仿真结果给出了一定的解释。 3.研究对比了多种拓扑结构,并对原理进行了详细的分析,最终选择了带有假负载的降压斩波电路作为主电路,同时介绍了电压电流采样电路、MOSFET驱动电路、供电...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究的历史
    1.3 研究的现状
        1.3.1 国外现状
        1.3.2 国内现状
    1.4 光伏阵列模拟器概述
        1.4.1 模拟式光伏阵列模拟器
        1.4.2 数字式光伏阵列模拟器
    1.5 本文的内容
第二章 光伏阵列电池的工作原理及数学物理模型
    2.1 光伏电池的结构
    2.2 光伏电池的工作原理
    2.3 光伏阵列电池的等效电路
    2.4 光伏阵列电池的工程数学模型
        2.4.1 光伏阵列电池的工程数学模型
        2.4.2 环境因素对模型的影响
    2.5 本章小结
第三章 光伏阵列模拟器的方案设计
    3.1 光伏阵列模拟器的系统指标
    3.2 光伏阵列模拟器的系统结构
    3.3 系统的MATLAB仿真
        3.3.1 负载突变对输出的影响
        3.3.2 输出滤波电感变化对输出的影响
        3.3.3 输出滤波电容变化对输出的影响
        3.3.4 系统串并联MATLAB仿真
    3.4 本章小结
第四章 光伏阵列模拟器的硬件设计
    4.1 功率电路的设计
        4.1.1 拓扑结构的比较分析
        4.1.2 拓扑结构的确定
        4.1.3 主电路器件的选型
    4.2 信号采集电路的设计
        4.2.1 负载电压采样电路设计
        4.2.2 负载电流采样电路设计
    4.3 驱动电路的设计
    4.4 供电电源模块的设计
    4.5 本章小结
第五章 光伏阵列模拟器的控制算法及软件设计
    5.1 负载工作点确定的算法设计
    5.2 PID参数选取
    5.3 Ⅰ-Ⅴ特性曲线的生成
    5.4 S3C2440控制器简介
    5.5 软件系统设计
    5.6 本章小结
第六章 实验波形和结果分析
    6.1 静态工作点及分析
    6.2 动态特性及分析
        6.2.1 负载由94.9欧姆阶跃到13.5欧姆时实验波形
        6.2.2 负载由13.5欧姆阶跃到94.9欧姆时实验波形
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
附录 硕士期间发表的论文与专利
致谢



本文编号：3881137