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数字式光伏阵列模拟器的研制
资料介绍
本文首先介绍了光伏发电的原理，对光伏应用的现状和发展前景进行了评估和展望。总结了国内外目前在太阳能电池模拟器方面的研究现状，分析了现存模拟器的优缺点。在此基础上，本文叙述了研制数字式光伏阵列模拟器的意义，确定了本文研制的数字式光伏阵列模拟器的性能特点和主要技术指标。 本文根据光伏阵列的精确物理模型，分析研究了易于计算的两种近似模型，并且进行了软件仿真。根据本文所用微控制器的AD转换精度和PWM输出控制精度，研究了解析模型的数字化问题。本文研究了基于等步长搜索法和区间二分法的负载工作点确定算法，给出了详细运算过程。本文对数字PID控制在数字式光伏阵列模拟器中的应用进行了研究，并且使用matlab对整个模拟器进行了仿真，验证了负载工作点确定算法和数字PID控制的正确性。 本设计中，模拟器的功率电路部分采用移相全桥电路。本文分析了移相全桥电路的工作原理和主要特点，详细分析了电路在半个工作周期中工作状态，并且对软开关的实现条件进行了探讨。本文对功率电路各个部分进行了精心设计，包括输入整流和逆变桥、功率变压器、输出整流和滤波电路、隔离驱动电路，使得功率电路能够达到设计所要求的各项指标。 本文选用Infineon公司的16位单片机XCl67作为模拟器控制电路的主控制器。本文分析了该型单片机的性能特点和优势，分析了通过该单片机的外设单元实现模数转换、移相PWM波形生成等检测和控制功能的硬件实现方式，本文同时介绍了电压采样调理电路和电流采样调理电路的设计。软件方面，简要介绍了XC167的开发软件和相应的C语言扩展，较为详细地论述了软件系统的具体实现，包括各个模块的程序流程，重点分析了数字滤波的编程实现。 本文最后给出了在闭环下，系统工作在负载工作点时的稳态输出波形。通过实验检测，证明了本文研制的数字式光伏阵列模拟器能够较好地实现对真实光伏阵列输出特性的模拟。
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