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小功率太阳能直流供电系统架构的研究
资料介绍
太阳能光伏发电作为一种清洁能源，由于在新能源开发中最简便、技术最成熟，因而得到了广泛的应用。目前光伏发电研究主要集中在中、大规模太阳能发电地区，对于常见的小功率光伏发电系统在广大欠发达地区应用的研究并不多。针对此类场合，如何提高小功率太阳能光电转换效率、设计合理的充放电控制系统对于光伏发电的研究将具有重要的意义。
本文主要完成了以下工作：
（1）研究了几种传统的最大功率点(MPPT)控制方法，进而提出了适用于小功率光伏发电的具有宽温度补偿恒压式MPPT控制方法。在该方法的基础上通过软件与硬件相结合，实现了光伏阵列最大功率的输出。
（2）提出了具有远程控制功能的小功率光伏发电系统架构，包括单片机实时监测外界环境温度、蓄电池电量变化和 GSM远程通信控制等多项功能。针对蓄电池三段式充电和过放保护的要求，设计了相应的充放电保护板。然后对于蓄电池中的输出电压通过 DC-DC降压设计供给外面负载。最后在仿真的基础上，通过硬件设计验证了控制系统的合理性。
（3）为了保证所设计的光伏系统中蓄电池的电量能够应用于交流设备，设计了DC-AC转换电路。首先通过 MATLAB软件对单相全桥逆变电路进行了仿真，验证了逆变控制的可行性。接着基于TMS320LF2407A为主芯片的DSP以及开关管设计了逆变电路，测试结果实现了交流电的输出。
（4）针对光伏发电系统中的降压变换电路(Buck)，利用了状态空间平均法进行Buck小信号建模分析，通过PID参数设计实现对系统幅频域度、相位裕度和超调量的调节，实现控制系统稳定的输出。
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