基于DSP與dsPIC的數(shù)字式太陽能電池陣列模擬器研究.pdf

1、在當(dāng)今石化能源日益減少，生態(tài)環(huán)境遭受破壞的情況下，太陽能等可再生能源的探求與利用已成為熱門話題。光伏系統(tǒng)以其良好的環(huán)境效應(yīng)被越來越廣泛的應(yīng)用，但在光伏系統(tǒng)的研發(fā)過程中，作為能量轉(zhuǎn)換的太陽能電池陣列的外部特性受到日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本過高、研發(fā)周期變長。太陽能電池陣列模擬器可以大大縮短光伏系統(tǒng)的研究周期，提高研究效率及研究結(jié)果的可信性。 本文研究了硅太陽能電池的數(shù)學(xué)物理模型，選擇了適合太陽能電池陣列模擬器的數(shù)學(xué)模型

2、。然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型，兼顧模擬器的工作性能，選擇了逐點(diǎn)差值法作為確定模擬器工作點(diǎn)的迭代算法。 本文設(shè)計500W太陽能電池陣列模擬器的目的是為研究大功率模擬器的主電路結(jié)構(gòu)提供設(shè)計方案。根據(jù)大功率模擬器對拓樸電路的要求，選擇了DC-DC-全橋變換器作為主電路拓?fù)?。控制核心基于TI公司的TMS320LF2407數(shù)字信號處理(DSP)芯片與Microchip的數(shù)字信號控制器dsPIC30F2020的組合。全數(shù)字化控制大大簡化了硬件電路，實(shí)

3、現(xiàn)了對整個電源轉(zhuǎn)換回路進(jìn)行數(shù)字控制的應(yīng)用，通過運(yùn)行其軟件實(shí)現(xiàn)了對電源工作過程的全面控制。 控制策略在電壓電流雙閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上，提出了將電壓外環(huán)由增量式的PI控制算法改進(jìn)為積分分離的PI控制算法，縮短了電壓外環(huán)的調(diào)整時間，兼顧了快速性與穩(wěn)定性。 由于實(shí)驗(yàn)調(diào)試時間有限，本文給出了仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。證明了所設(shè)計的太陽能電池陣列模擬器具有良好的性能。它的靜態(tài)工作點(diǎn)均與所模擬的太陽能電池陣列I-V輸出特性曲線上的各點(diǎn)吻合，且能動態(tài)的