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基于MPPT的离网风光互补发电系统的设计

更新时间：2020-03-25 04:38:02 大小：2M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：mppt风光互补发电系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

当今世界，环境污染严重、能源日益紧缺，各国都在积极探索和开发利用新能源。如何更加有效的利用太阳能、风能等可再生能源，提高新能源发电在整个发电系统中所占的比例，成为当今社会研究的热点问题。本文设计的风光互补发电系统利用风力发电机和太阳能电池两种设备互补发电，解决了单一的光伏发电或风力发电的间歇性、不稳定性等问题，给用电不便地区带来了极大的便利。

  本文首先研究了太阳能电池及风力发电机的工作原理和输出特性，发现在特定的环境下，它们的输出有且只有一个最大功率点。同时还研究了蓄电池的基本特性和充放电原理，在此分析基础上，提出了“恒流-恒压-浮充充电”的三段式充电方法，延长了蓄电池的寿命。

  其次，研究了太阳能发电及风力发电的最大功率点跟踪算法。通过对常用的MPPT算法进行比较，风光互补发电系统采用变步长的扰动观察法实现最大功率点跟踪。这种方法具有较高的稳定性和快速性，避免了系统在最大功率点附近大幅震荡。

  在上述研究的基础上，本文在Matlab/Simulink环境下对风光互补发电系统的光伏发电部分、风力发电部分及蓄电池部分进行建模与仿真。由仿真结果可知:在外界环境突变的情况下，变步长扰动观察法控制下的风光互补发电系统能快速准确的跟踪到最大功率点。蓄电池模型的仿真结果与其实际运行特性相似，证明了该模型的合理性，为风光互补发电系统的研究奠定了理论基础。

  最后，本文进行了以STM32F103为主控芯片的系统硬件和软件设计。本设计的硬件电路主要包括:单片机及其外围电路的设计、充电控制电路的设计、电源电压调整电路的设计、电压和电流检测电路的设计、温度检测电路的设计、通信电路的设计、MOSFET驱动电路的设计等部分。软件设计主要包括:主程序的设计、蓄电池充放电子程序的设计、光伏发电MPPT子程序的设计、风力发电MPPT子程序的设计、数据采集子程序的设计。

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