基于MPPT技术的太阳能发电的路灯控制系统案例分析

基于 MPPT技术的太阳能发电的路灯控制系统案例分析作者： 潘晶莹 ， 杨思俊 ， PAN Jingying ， YANG Sijun作者单位： 西安航空职业技术学院 ,陕西 ,西安 ,710089刊名： 现代电子技术英文刊名： MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE年，卷 (期 )： 2008， 31(23)引用次数： 0次参考文献 (6条)1. 刘飞 . 段善旭 . 殷进军 . 周彦 单级式光伏发电系统 MPPT的实现与稳定性研究 [期刊论文] -电力电子技术 2008(3)2. 窦伟 . 徐正国 . 彭燕昌 . 许洪华 三相光伏并网逆变器电流控制器研究与设计 [期刊论文] -电力电子技术 2007(1)3. Eftichios Koutroulis . Kostas Kalaitzak Development of a Microcontroller-based,Photovotaic MaximumPowerpoint Tracking Control System 2001(1)4. 中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会 中国光伏发电的技术现状及展望 [期刊论文] -可再生能源 2002(3)5. Billy HoMT . Henry Chung S H . Hui S Y R An Integrated Inverter with Maximum Power Tracking for Grid-Connected PV Systems 20046. 张军军 . 孙佩石 . 梁海涛 太阳能电动车车用光伏充电器的设计 2006(4)相似文献 (10条)1.学位论文 曹倩茹 光伏发电的最大功率跟踪研究 2006太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其取之不竭、用之不尽、无污染等优点，受到人们越来越多的重视。太阳能光伏发电是充分利用太阳能的一种有效方式。由于目前光伏电池板的价格比较高，转换效率比较低，为了降低系统造价和有效利用太阳能，对光伏发电进行最大功率跟踪 (MPPT)显得尤为必要。本文以独立光伏发电系统为研究对象，对其进行了理论分析，从系统的参数选择、拓扑结构、控制策略、最大功率跟踪及蓄电池的保护等方面作了详细的分析和研究。主要的内容有：1. 综述了国内外光伏产业发展现状。2. 介绍了常规光伏发电系统和带有最大功率跟踪功能的光伏发电系统的基本组成，结合光伏电池的输出特性，分析了最大功率跟踪的必要性。3. 详细分析了几种不同的 DC-DC转换电路的工作特性和工作原理。4. 给出了光伏电池输出电流、电压的检测电路、信号调理电路；用于最大功率点跟踪的 DC-DC转换电路；用 M57962L实现了功率开关管的驱动电路。5. 设计出基于数字信号控制器 dsPIC30F4011为核心的光伏电池阵列的最大功率跟踪控制；算法实现采用改变步长的微扰观察法。6. 分析了铅酸蓄电池充放电过程中的电化学反应机理；有效控制蓄电池的充、放电，避免了蓄电池在应用中出现过充、过放现象。最后给出了实验结果，证明系统的控制方法和策略具有实用性。2.期刊论文 侯聪玲 太阳能最大功率跟踪技术研究 - 现代商贸工业 2008,20(3)针对太阳能的功率特性 , 提出了最大功率跟踪的方法 , 同时分析了几种方法的特点 , 证明了最大功率跟踪技术的可行性.3.学位论文 侯聪玲 采用自适应搜索算法的太阳能充电控制器的设计 2004该文主要对太阳能最大功率跟踪 , 蓄电池充电 , 软件控制和硬件实现等方面做了具体的研究 . 首先分析了太阳能电池的结构、组成、效率以及电池的输出电压 , 电流和功率特性进行了一些研究 . 通过对比分析目前对太阳能电池进行最大功率跟踪的各种方法 , 针对 P-V特性 , 以现代控制理论为脉络 , 提出自适应搜索算法 , 实时跟踪太阳能最大功率 , 通过控制算法可获取最大功率 , 在一定程度上降低了太阳能发电系统的费用 , 提高了效率 . 其次 , 该文对蓄电池特性, 工作原理及充电方法进行了深入研究 , 结合其在太阳能发电系统中的应用提出了适合该课题的充电方法 . 同时 , 根据系统的工作原理 , 电路工作模式 , 认真研究了电路参数 , 使充电装置获得良好的运行效果 . 再次 , 从控制方面 , 对数字控制技术进行了深入研究 , 将自适应搜索算法和单片机相结合 , 完成了太阳能充电器的软件和硬件的设计制作调试 . 最后 , 该文对最大功率跟踪进行了仿真 , 结果表明 , 该控制算法可以有效地找到太阳能最大功率点 . 在仿真的基础上, 构建了一台基于单片机实现的 300W太阳能电池充电器的样机 , 对太阳能最大功率跟踪及蓄电池充电效果进行了验证 . 实验结果表明 , 系统能够有效的判断蓄电池的充电状态 , 并采取相应的充电方式 , 同时能够实时实现对太阳能的最大功率跟踪.4.期刊论文 侯聪玲 . 吴捷 . Hou Congling . Wu Jie 太阳能最大功率跟踪技术的研究 - 河南科学 2008,26(3)针对太阳能本身的特点 , 研究太阳能的功率特性 , 分析最大功率跟踪的方法 , 并针对性地提出一种可行的软件设计方案.5.学位论文 闫士职 基于太阳能光伏发电并网系统的研究 2009随着全球环境污染和能源短缺问题的日益严重，寻找新能源已经是各国不得不面临的现实。众所周知，太阳能是当前世界上最丰富、最清洁、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一，其中光伏发电越来越受到人们的认可和关注。在近些年来，光伏发电并网技术成为了光伏发电应用的主流。为此，本文对光伏发电并网系统进行了详细介绍，并对并网控制方法进行了相关研究。本文研究的对象是完整的光伏并网发电系统，着重对三相光伏并网系统进行了全面的分析。对并网系统的主电路拓扑、控制策略、系统参数选择、最大功率点跟踪等几个方面做了详细的分析和仿真实验。首先，概述了太阳能利用的意义和广阔前景，给出本课题的主要研究内容。接着简要的介绍了太阳能光伏发电系统分类和组成。其次，阐述了三相光伏发电并网的控制目标，给出并网运行时必须满足的条件。通过分析比较当前流行的几种逆变电路的控制方法之后，本文采用基于 SPWM的电流输出并网控制方法，通过 MATLAB软件搭建模型进行仿真实验。通过仿真验证了此控制方法的可行型。并且分析了影响纹波电流大小的主要因素。最后对光伏电池的原理和工作特性进行了简要的分析。用方框图表达了几种常用的最大功率跟踪的控制方法。文本选择扰动观测法作为最大功率跟踪的控制方法。通过 MATLAB软件对其进行建模仿真实验，通过仿真结果可以得出此方法可以较好的跟踪光伏电池最大功率工作点。并且本文还验证了通过改变不同的扰动步长对跟踪效果的影响。论文最后对所取得的成果进行了总结，并给出了作者的一些建议，同时也对光伏发电技术进行了展望。6.学位论文 张化德 太阳能光伏发电系统的研究 2007化石能源的日益枯竭、人们对环境保护问题的重视程度也在不断提高，寻找洁净的替代能源问题变得越来越迫切。太阳能作为一种可再生能源它洁净无污染，并可持续利用，因此有着广阔的应用前景，光伏发电技术也越来越受到人们的关注，随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展，太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。本文阐述了一种小功率的光伏并网逆变电源的结构、控制原理和设计实现，并就光伏发电系统中的一些关键问题：如光伏阵列的最大功率点跟踪、逆变器输出波形的改善和并网孤岛效应等方面做了详细的理论分析，建立了仿真模型，提出了相应的控制策略。主要内容如下：1 ．介绍了目前国内外光伏发电的现状和发展前景，并对光伏发电系统的结构组成和分类作了简单介绍，对光伏发电系统建立了一个总体认识。2 ．研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性。重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素。3 ．光伏电池输出是非线性的，存在输出最大功率跟踪问题。本文研究了最大功率点跟踪方法，并提出了改进方案。使光伏电池工作于最大输出功率点上，获得高效功率输出。采用 boost升压变换器实现最大功率跟踪，并使用 PSIM软件进行仿真分析验证。阐述了 boost变换器的工作原理和控制策略，并给出了电路的参数选择，介绍了控制电路的设计过程，该部分控制核心芯片是 P89LPC938和 TL494。4 ．对光伏并网逆变器进行研究，阐述了全桥逆变器的工作原理、控制策略、软硬件的设计。控制方法采用输出电流滞环跟踪方式，该部分控制核心芯片是 TMS320LF2407。对并网逆变装置工作过程中存在的“孤岛效应”进行了研究，探讨了其危害性，提出了有效的检测方法并用 PSIM软件仿真验证其有效性。7.会议论文 岳新苗 . 吴捷 . 张先勇 一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用 2005在太阳能光伏发电的应用中 , 无论是独立的供电系统 , 还是并网发电系统 , 由于太阳能电池本身的特性 , 为了充分利用其电能的输出 , 都要采用最大功率跟踪 (MPPT-Maximum Power Point Tacking)技术 . 目前 ,MPPT算法已有很多 , 如 : 梯度法 , 扰动法 , 增量电导法 , 自适应算法等等 . 本文根据太阳能电池板特性, 并比较了相关算法 , 提出了一种新的算法 -逐步逼近法 , 该方法使得在保证其搜索速度的情况下 , 尽量简化运算过程 , 并且缩小了在最大功率点附近的波动范围 , 甚至可避免在最大功率点的波动.8.学位论文 宋高明 太阳能发电机理及其应用系统优化控制的研究 2004随着社会经济的发展 , 对能源的需求急速增长 , 生态环境恶化 , 常规能源已不能满足日益发展的需求 . 从走可持续发展之路的角度出发 , 大力发展可再生能源成为当今世界的主题之一 . 太阳能作为一种新型的能源形式越来越受到重视 , 太阳能发电系统也正在受到越来越多的关注 . 该文在分析了现阶段世界能源利用状况的基础上 , 指出利用太阳能发电的必要性 , 并进行了相关的试验研究 . 首先分析了太阳能电池输出特性 , 随后讨论了提高太阳能系统效率的行之有效的办法—最大功率跟踪 (MPPT)控制 ; 最后根据太阳能发电系统中应用的需要 , 设计开发出了太阳能发电系统控制器 . 在论文的开始 , 对太阳能电池及太阳能发电作了比较详细的介绍 , 给出了太阳能电池输出特性的特征方程 , 并在此基础上建立了太阳能电池的输出模型 . 其后 , 提出了一种新颖的最大功率跟踪控制方法 . 对比分析了现阶段最常用的几种方法 , 充分考虑到几种方法的长处和不足之处 , 提出了改进的扰动法这一最大功率跟踪控制方法 . 采用了新型微控制器芯片 PIC16F873控制 , 达到对最大功率点的快速跟踪 . 在控制器的开发上 , 该文结合实际的系统要求 , 设计开发出了经济实用的太阳能发电系统控制器 . 在硬件设计中 , 采用了简单实用的电路结构 , 在软件上充分考虑了各方面的情况 , 采用灵活的控制算法 , 使控制器使用起来方便、简洁 , 使太阳能发电系统能够高效率运行 . 经实际运行验证 , 该控制系统效果良好 , 能有效的提高系统效率 . 该文对于推动光伏技术的发展有着积极的作用.9.期刊论文 何薇薇 . 杨金明 . HE Wei-wei. YANG Jin-ming 太阳能光伏发电最大功率跟踪系统研究 - 电力电子技术2008,42(8)针对太阳能光伏发电系统中的最大功率跟踪问题 , 提出了一种基于 AVR单片机控制的新方案 . 系统运用三重 Boost DC/DC变换器对光伏电池输出功率进行有效调节 , 采用最优梯度控制算法搜索最大功率点 . 对该系统进行了 Matlab/Simulink仿真 , 并在硬件电路的基础上进行了试验 . 结果表明 , 该系统能较快地跟踪太阳能的最大功率 , 并具有较高的跟踪精度.10.学位论文 黄珀 太阳能 LED广告屏开发及基于 PWM驱动方式的研究 2007随着信息社会的高速发展， LED显示屏作为新一代信息传播媒体，其运用也越来越广泛，主要应用在工业控制、银行证券公司的利率显示、交通广告、体育、医疗等，甚至大型广场的多媒体信息发布。而世界能源危机、环境污染问题日益加剧，太阳能作为绿色能源，必将成为新能源利用的主流。本文把太阳能光伏与 LED信息屏技术相结合，并利用手机短信 (GSM)收发实现 LED信息屏的数据传输与显示控制，研制一种高效、节能、简单的太阳能LED信息屏。与普通市电供电 LED信息屏不同的是，本课题研制的 LED信息屏由纯太阳能供电。针对太阳电池价格昂贵的特点，运用太阳电池最大功率跟踪(MPPT)方法进行充电，并设计了一种在不降低显示效果的前提下以节省电能为目的的 LED驱动电路，在提高光伏系统发电效率的同时也降低了信息屏的驱动损耗。系统使用蓄电池可将白天部分多余的能量存储起来以供晚上使用。本系统 LED驱动电源采用宽度可调的 (PWM)高频脉冲电源，窄幅强电流驱动LED方式，拟在降低功耗的同时还能够通过调节脉冲占空比控制显示屏的亮度。控制芯片采用 ATMEL公司的 Atmega16，它是基于 AVR RISC结构的低功耗 8位微控制器，而且运算速度快、功耗低。通过软件可以实现 LED信息屏的多种动态显示方式，有左移、右移、上移、突现等。本文的研究工作，是太阳能光伏技术在新领域的运用，同时系统具有相当广阔的市场前景。本文链接： http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xddzjs200823037.aspx下载时间： 2010年 5月 7日