摘 要

進(jìn)入二十一世紀(jì)，人類面臨著實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，而能源問題日益嚴(yán)重，一方面是常規(guī)能源的匱乏，另一方面石油等常規(guī)能源的開發(fā)帶來一系列的問題，如環(huán)境污染、溫室效應(yīng)等。人類需要解決能源問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源和新能源。而太陽(yáng)能和風(fēng)能被看做是最具有代表性的新能源和可再生能源，作為這兩種能源的高級(jí)利用太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)受到世界各國(guó)的高度重視。由于風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)均受到外部條件的影響，光靠獨(dú)立的風(fēng)力或太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)難以保證系統(tǒng)供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性，因此，在采用風(fēng)光互補(bǔ)的混合發(fā)電系統(tǒng)來進(jìn)行相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定地供電。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為新能源研究的熱點(diǎn)之一。本文針對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套小型模擬裝置，包括太陽(yáng)能電池模擬，用直流電機(jī)對(duì)風(fēng)機(jī)的模擬和交錯(cuò)并聯(lián)Buck-Boost蓄電池充電主電路，并對(duì)交錯(cuò)并聯(lián)Buck-Boost電路和交錯(cuò)并聯(lián)Cuk斬波電路進(jìn)行了研究、仿真，以及進(jìn)行了模擬風(fēng)機(jī)裝置的調(diào)試。系統(tǒng)控制全部采用Freescale公司的56F8013 DSP控制實(shí)現(xiàn)，給出了各部分流程圖。對(duì)于軟硬件的關(guān)鍵問題還給出了相應(yīng)解決方案。





關(guān)鍵詞：風(fēng)光互補(bǔ) Buck–Boost電路 DSP







目 錄



摘要 I

ABSTRACT II

1緒論 1

1.1能源問題 1

1.2風(fēng)能太陽(yáng)能的概況 1

1.3 風(fēng)光發(fā)電的發(fā)展概況 1

1.4 本文的主要內(nèi)容 3

2風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) 4

2.1風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的組成及總體框圖 4

2.2 模擬太陽(yáng)能電池框圖 5

2.3 模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組成及框圖 6

3風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7

3.1風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì) 7

3.2風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)主電路 8

3.3風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)的電源模塊 9

3.3.115V電壓產(chǎn)生電路 9

3.3.2±5V電壓產(chǎn)生電路 9

3.3.35V電壓產(chǎn)生電路 10

3.4檢測(cè)模塊 11

3.4.1電壓檢測(cè)電路 11

3.4.2電流檢測(cè)電路 11

3.5驅(qū)動(dòng)模塊 12

4風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 14

4.1軟件實(shí)現(xiàn)功能 14

4.1.1模擬太陽(yáng)能電池輸出裝置軟件主要實(shí)現(xiàn)功能 14

4.1.2直流電機(jī)電樞電流控制軟件主要實(shí)現(xiàn)功能 14

4.1.3蓄電池充電電路軟件主要實(shí)現(xiàn)功能 14

4.2軟件設(shè)計(jì)工具 14

4.2.1軟件開發(fā)環(huán)境CodeWarrior概述 15

4.2.2PE(Processor Expert)概述 15

4.3程序?qū)崿F(xiàn)方法及流程圖 15

4.3.1模擬太陽(yáng)能電池輸出流程圖 15

4.3.2模擬風(fēng)機(jī)流程圖 17

4.3.3蓄電池充電電路流程圖 18

4.4程序關(guān)鍵部分的實(shí)現(xiàn) 20

4.4.1使用DSP芯片實(shí)現(xiàn)PWM移相 20

4.4.2單極性移相PWM控制的實(shí)現(xiàn) 21

4.4.3 雙極性移相PWM控制的實(shí)現(xiàn) 21

4.4.4 DSP定標(biāo)和標(biāo)幺化 21

4.4.4.1定標(biāo) 21

4.4.4.2標(biāo)么化 22

5系統(tǒng)仿真與調(diào)試 23

5.1仿真工具簡(jiǎn)介 23

5.2交錯(cuò)互補(bǔ)buck-boost斬波電路 23

5.2仿真模型 23

5.2.1仿真結(jié)果 23

5.2.3結(jié)果分析 26

5.3模擬風(fēng)機(jī)系統(tǒng)調(diào)試 26

5.3.1調(diào)試設(shè)備 27

5.3.2跟蹤風(fēng)機(jī)I-n曲線實(shí)驗(yàn) 27

5.3.3模擬太陽(yáng)能電池輸出曲線 30

6結(jié)論 32

參考文獻(xiàn) 33

附 錄 34


緒論

1.1能源問題

能源是不僅僅是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要制約因素。當(dāng)前，包括我國(guó)在內(nèi)的絕大多數(shù)國(guó)家都以石油和煤炭等礦物燃料為主要能源。隨著礦物燃料的日益枯竭和全球環(huán)境的日益惡化，很多國(guó)家都在認(rèn)真探索能源多樣化的途徑，積極開展新能源和可再生能源的研究開發(fā)工作。“解決能源危機(jī)可以有如下三種辦法：一是提高燃燒效率以減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)清潔煤燃料以減少污染；二是開發(fā)新能源，積極利用可再生能源；三是開發(fā)新材料、新工藝，最大限度地實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。太陽(yáng)能和風(fēng)能被看作是最具有代表性的新能源和可再生能源，作為這兩種能源的高級(jí)利用，太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)受到世界各國(guó)的高度重視。”[1]


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