M控制算法太阳能充放电控制器设计---新能源

错误!未找到引用源。毕业论文论文题目MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计系（部）电力工程系学科专业新能源应用技术班级错误!未指定书签。姓名阿卜杜热伊木学号2011232560指导教师刘华二〇一四年四月二十八日2新疆工程学院毕业论文任务书学生姓名阿卜杜热伊木专业班级新能源11-1班论文题目MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计接受任务日期2014年3月5日完成任务日期2014年4月28日指导教师刘华指导教师单位新疆工程学院论文要求设计任务或主要技术指标：1.设计任务（1）设计基于MPPT控制算法的太阳能光伏系统；（2）控制方案的选择；（3）方案的细化设计；（4）通过方案比较，确定合理的控制方法及系统框图；（5）选定系统的主要芯片及元器件；（6）计算系统组件配置参数；教师指导过程记录设计进度与要求：1、第一周，收集有关资料作为设计参考。2、第二周，自学太阳能系统及其组件的相关知识；3、第三周，控制方法，电路结构方案的选择。4、第四周，方案的分析对比。5、第五周，确定系统设计方案。6、第六周，画出系统控制框图及主要电路图。7、第七周，对设计初稿进行修改，8、第八周，答辩。参考资料主要参考书及参考资料：[1]王长贵．新能源和可再生能源的现状和展望[J]．太阳能光伏产业发展论坛论文集．2003(9)．[2]赵玉文．太阳能光伏技术的发展概况．第五届全国光伏技术学术研讨会论文集．[3]王长贵，王斯成主编．太阳能光伏发电实用技术[M]．北京：化学工业出版社，2009.9．[4]吴财福，张键轩，陈裕恺主编．太阳能光伏并网发电机照明系统．北京：科学出版社，2009．[5]奎峰，吕强，耿庆锋，陈圣俭编著．TMS320F2812原理与开发[M]，北京：电子工业出版社，2005．[6]尹勇，欧光军，关荣锋著．DSP集成开发环境CCS开发指南[M]，北京航天航空大学出版社，北京，2004．[7]赵庚申，王庆章．最大功率跟踪控制在光伏系统中的应用[J]．光电子．激光，2003，14(8)．MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计3新疆工程学院毕业论文成绩表学生姓名阿卜杜热伊木专业班级新能源11-1班论文题目MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计考核项目考核内容满分评分一、指导教师评分1、工作态度与纪律102、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平103、独立工作能力、分析和解决问题能力104、完成任务的情况与水平（论文质量）10指导教师签字：年月日二、评阅教师评分1、论文质量（正确性、条理性、创造性和实用性）152、成果技术水平（理论分析、计算、实验和实物性能）15评阅教师签字：年月日三、答辩小组评分1、完成任务书所规定的内容和要求52、论文的质量53、课题论文内容的讲述104、回答问题的正确性10答辩组长签字：年月日四、答辩小组成绩评定：负责人签字：年月日五、答辩委员会意见：答辩委员会主任签字：年月日MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计4目录摘要·······························································6Abstract···························································7第一章引言............................................101．1本课题的选题背景和来源..........................101.2太阳能光伏发电简介..............................111．2．1太阳能光伏发电系统..................................111．2．2独立太阳能系统的构成................................111．3国内外太阳能发电的现状..........................111．4光伏太阳能控制器国内外现状......................121．5论文意义........................................121．6论文的主要研究内容..............................13第二章光伏发电系统中太阳能电池的特性与应用.............142．1太阳能电池的结构及工作原理......................142．1．1太阳能电池的结构....................................142．1．2太阳能电池的工作原理................................142．2太阳能电池的特性及应用..........................142．3本章小结........................................15第三章蓄电池...........................................163．1蓄电池的简介....................................163．1．1蓄电池的介绍........................................163．1．2蓄电池技术参数......................................163.1.3蓄电池特性··········································173．2蓄电池的工作原理................................19MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计53．3蓄电池的充电技术................................203．4本章小结........................................22第四章光伏太阳能发电系统中MPPT技术的实现..............234．1光伏太阳能发电系统中的最大功率点跟踪............234.1.1什么是MPPT··········································244.2充电算法及实现··································254.2.1充电控制算法·······································254.2.2MPPT充电算法实现···································274．3最大功率跟踪控制的常用方法......................284．3．1恒压跟踪法..........................................284．3．2扰动观察法..........................................284．3．3增量电导法..........................................284.3．4模糊逻辑控制法......................................294.4充电控制器的控制略·······························294．5控制算法的分析和选择····························304.6太阳能发电系统效率分析··························314.6.1系统整体结构设计····································324.6.2太阳能控制器结构····································324．7本章小结........................................33第五章小型太阳能光伏控制器硬件和软件的设计.............345．1控制器系统的简介................................345．2硬件电路设计....................................345．2．1太阳能光伏充电控制器................................345．2．2系统供电电源........................................365．2．3太阳能电板输入电流采样电路..........................375．2．4蓄电池放电控制电路..................................395．2．5蓄电池过充过放检测电路..............................395．2．6控制系统显示电路....................................40MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计65．3软件设计........................................405.3.1A/D转换程序设计....................................415．3．2最大功率点跟踪控制程序设计..........................425．3．3充电控制程序........................................425．4系统的可靠性分析及设计..........................435．4．1硬件的可靠性设计....................................435．4．2软件的可靠性设计....................................445．5本章小结........................................44第六章系统数据分析......................................456．1系统结果分析....................................456．2本章小结........................................46总结....................................................48致谢...................................................49参考文献................................................50MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计7MPPT控制算法太阳能充放电控制器设计摘要：太阳能光伏发电现已成为新能源和可再生能源的重要组成部分，也被认为是当前世界最有发展前景的新能源技术。目前太阳能光伏发电装置已广泛应用于通讯，交通，电力等各个方面，其核心部分就是充电控制器。本设计针对目前市场上传统充电控制器对蓄电池的充放电控制不合理，同时保护也不够充分，使得蓄电池的寿命缩短这种情况，研究确定了一种基于单片机的太阳能充电控制器的方案。在太阳能对蓄电池的充放电方式、控制器的功能要求和实际应用方面做了一定分析，完成了硬件电路设计和软件编制，实现了对蓄电池的高效率管理。设计一种太阳能LED照明系统充电控制器，既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性。构建实验系统，测试表明，控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换，MPPT充电效率较恒压充电提高约16%。该充电控制器既实现了太阳能的有效利用，又延长了蓄电池的使用寿命。在总体方案的指导下，本设计使用STMSS系列8位微控制器是STM8系列的主流微控制器产品，采用意法半导体的130纳米工艺技术和先进的内核架构，主频达到16MHz(105系列)，处理能力高达20MIPS。内置EEPROM、阻容(RC)振荡器以及完整的标准外设，性价比高。STMS