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光伏发电模拟装置的设计

2012-07-26 09:36
seele_jin
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1 引言

  在全球经济飞速发展过程中,煤炭、石油等常规能源的大规模开采和使用,已经引起全球变暖以及生态环境的危机,因此,能源和环境的可持续发展已经目前各个方面共同关注的重大问题之一。大力发展可再生能源技术是解决这个问题的有效途径。其中,太阳能是新能源与可再生能源的重要组成部分。太阳能光伏发电技术是利用光生伏打效应原理制成太阳能电池,可将太阳的光能直接转换成电能加以利用。光伏系统发出的直流电通过一系列逆变、控制、检测、保护等手段并入电网。

2 电路设计

  2.1dc-ac模块

  (1) spwm波发生模块

  设计spwm波调制电路。控制系统可以输出两路正弦波用于产生spwm调制波,控制系统产生的正弦波与三角波发生器产生的三角波经过比较器比较以后就可以得到要求的spwm波,相位、幅度、频率可以通过单片机直接进行精确控制,故采用此方案。

  (2)驱动模块

  基于强、弱电之间的隔离要求,spwm信号不能够直接驱动mos管的导通,故需要加驱动电路,将控制电路和主电路隔离开来。

  采用带有高端悬浮自举电源的驱动芯片,该类芯片内部有高端悬浮自举电路,可以大大减少电源数量和种类。采用驱动芯片ir2110驱动,仅需一个电源就可以同时驱动两相全桥式上下桥臂,且工作电压范围+10v~+20v,电源种类和数量的减少可以降低电路损耗。

  2.2滤波电路

  为了简化电路结构,采用lc滤波电路。在lc滤波电路中,适当匹配电感l和电容c,可以使得输出电压相位和输入电压相位一致,方便电压相位的控制,滤波效果相对比rc电路理想,故采用此方案。

  2.3控制模

  控制模块以单片机为控制器,单片机的选型主要要考虑相应速度的问题,因此采用快速单片机w77e58。w77e58单片机是一个快速单片机,内含32kb的eprom和1kb的ram,在相同的时钟频率下,其指令执行速度是标准8051的1.5~3倍;若采用40mhz晶振时,单条指令最快仅需0.1us。能够达到题目要求的模拟并网运行和最大功率点跟踪。

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