具有以太网接口的独立光伏发电系统的研究

【摘要】：光伏发电以其能提高可再生能源利用率、改善生态、保护环境等独特优势,将成为未来电力结构中的重要组成部分。目前在我国,独立光伏发电系统仍占据重要地位,它们主要应用于无电地区的电力建设以及电信、电力、石油等工业部门通讯设备的备用电源系统,另外在一些突发公共事件的应急中光伏发电也突显其作用,为我国电力、工业建设做出了重要贡献,然而这些系统很少配备微机监控系统,不能实时了解光伏发电系统的数据以及各部分运行状态。 基于以上问题,本文为独立光伏发电系统配备了微机监控系统,并将以太网接口用于独立光伏发电系统中,实现系统的网络监控。本文介绍了具有以太网接口的独立光伏发电系统的硬件、软件设计过程,主要分四个部来介绍整个系统的实现过程：1、太阳能电池特性及MPPT算法；2、独立光伏发电系统的设计,主要包括充放电控制器及正弦波光伏逆变器的设计；3、独立光伏发电系统通信部分设计,包括采用精简TCP/IP协议栈实现光伏数据的网络通信以及Atmega48与TMS320LF2407之间的SPI通信；4、上位机Visual Basic监控软件的设计。最终经过对整个系统的调试与运行,实现了对独立光伏发电系统的网络监控。在论文的结尾,还提出了一些不足和有待进一步改进研究的问题。 【关键词】：独立光伏系统 MPPT 充放电控制器 逆变器 以太网
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 太阳能光伏发电系统组成及其发展趋势14-15
• 1.2.1 太阳能光伏发电系统组成14-15
• 1.2.2 我国太阳能光伏发电发展趋势15
• 1.3 独立光伏发电系统的应用及研究现状15-16
• 1.3.1 独立光伏发电系统应用15-16
• 1.3.2 独立光伏发电系统研究现状16
• 1.4 以太网在独立光伏发电系统中的应用16-17
• 1.5 论文主要的研究内容与任务17-19
• 第二章 太阳能电池特性及其最大功率点跟踪控制19-27
• 2.1 太阳能电池19-22
• 2.1.1 太阳能电池的工作原理19-20
• 2.1.2 太阳能电池输出特性20-22
• 2.2 太阳能电池的MPPT功能研究22-24
• 2.2.1 太阳能电池MPPT原理22
• 2.2.2 太阳能电池MPPT方法22-24
• 2.3 MPPT控制算法仿真24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 独立光伏发电系统设计27-43
• 3.1 具有MPPT功能控制器27-33
• 3.1.1 控制器硬件设计方案27-31
• 3.1.2 控制器控制策略的实现31-33
• 3.2 独立光伏发电系统正弦波逆变器33-42
• 3.2.1 正弦波逆变器的硬件方案33-34
• 3.2.2 正弦波逆变器硬件设计34-36
• 3.2.3 逆变器控制策略36-41
• 3.2.4 实验得出波形41-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第四章 独立光伏发电系统通信设计43-67
• 4.1 以太网(Ethernet)及TCP/IP协议介绍43-44
• 4.1.1 以太网(Ethernet)概述43
• 4.1.2 TCP/IP通信协议介绍43-44
• 4.2 独立光伏发电系统以太网接口设计44-53
• 4.2.1 RTL8019AS以太网控制芯片介绍44-47
• 4.2.2 独立光伏发电系统以太网接口电路硬件设计47-50
• 4.2.3 RTL8019AS以太网控制芯片驱动50-53
• 4.3 TCP/IP协议栈在TMS320LF2407上的实现53-64
• 4.3.1 精简TCP/IP协议链路层54-56
• 4.3.2 精简TCP/IP协议网络层56-60
• 4.3.3 精简TCP/IP协议传输层60-62
• 4.3.4 精简TCP/IP协议应用层62
• 4.3.5 整个精简TCP/IP协议在TMS320LF2407上的实现62-64
• 4.4 ATmega48与TMS320LF2407的SPI通信实现64-65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 上位机Visual Basic监控软件开发67-77
• 5.1 Visual Basic 6.0介绍67-68
• 5.2 操作界面的设计68-71
• 5.3 Access数据库的建立及使用ADO控件对数据库进行访问和浏览71-73
• 5.4 VB监控软件中以太网通信功能的实现73-75
• 5.5 本章小结75-77
• 第六章 系统的调试与运行77-81
• 6.1 上位机接收下位机传送的数据77-78
• 6.2 显示数据78-79
• 6.3 数据曲线79-80
• 6.4 本章小结80-81
• 第七章 总结与展望81-83
• 7.1 总结81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 附录1 精简的TCP/IP协议栈在TMS320LF2407上的实现程序87-95
• 附录2 上位机VB监控系统部分程序95-103
• 致谢103-105
• 作者简介及读研期间发表论文情况105

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

聚光光伏发电技术的研究    徐锐

独立光伏电站数据监测系统设计    刘鑫;董文娟;马胜红;

独立光伏系统高效充电策略研究    张鸿博;蔡晓峰;赵慧光;

光伏电源系统最大功率点跟踪控制方法的研究    王兴贵;刘健;

光伏系统中最大功率点跟踪方法的研究    郭勇;孙超;陈新;

独立式LED太阳能光伏照明系统的设计    艾叶;刘廷章;王世松;

灯塔太阳能光伏发电系统智能监控方案设计    张临强;

独立光伏发电系统在节能型建筑中的应用    刘洋;安大伟;郭斌;

一种采用CUK充电和推挽升压的光伏发电系统设计和试验    张超;张学众;郭志宇;赵广立;

离网光伏电站智能控制系统的通信模块设计    刘昊;马胜红;尹环英;

离网型太阳能光伏供电系统运行情况分析    赵明智;刘志璋;

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

远程电量监控系统的研究与开发    张雄希

光伏电站的远程数据通信及网络监控管理    陈超

基于DSP嵌入式系统的以太网接入技术的研究与实现    霍杰

嵌入式TCP/IP协议的实现    孙鹏

具有以太网接口的嵌入式变频器的研究与开发    凌六一

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

基于以太网的嵌入式控制器的设计与实现    范恒

基于VB和MSP430的太阳能电站监控系统的设计与实验研究    王冬云

基于TMS320LF2407A的嵌入式系统平台设计及其网络互联研究    何轩

八位单片机以太网接入研究与实现    韩东起

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

MATLAB/Simulink在《电力电子技术》教学研究中的应用    吴剑威;唐立新;

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

全数字化抗三相不对称光伏正弦波逆变电源    叶爱芹;潘颖;

变频技术在医院污水处理工程中的应用    王军邦;

直流脉宽数字调速系统中电磁干扰的解决方法    张均华 ,肖国春 ,徐峰 ,王兆安

有源逆变中SPWM工频误差问题的研究    闫国琦;李继宇;李明;魏得仙;梅慧兰;

基于电流单参量控制的MPPT系统的设计    洪岳;陈长缨;王康模;邓韡;傅倩;

《电力电子技术》实验教学改革    陈洁;

《电力电子技术》实验教学改革初探    李小武;张新安;

琅琊山电站机组变频启动时转子位置计算的介绍    汪卫平;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

基于PLC控制的PWM调节电容型SVC的研究    韩琳;李士杰;方科;张进;

基于LonWorks的新型风机控制器    唐鹏辉;张云贵;王丽娜;

基于STC89C52单片机PWM调速控制系统的硬件设计    刘紫晶;

TMd-50系列高压变频器在梅钢1780热连轧的应用    王文娟;

一种采用多重化整流技术的低谐波逆变弧焊电源    张光先;尹海;苗华伟;刘晨;

永磁同步电机谐波电流分析及其对转矩的影响研究    王晓远;周巍;

斩波式交流中频阻焊电源及其控制系统    高文成;马铁军;张勇;杨思乾;

双闭环直流调速系统的工程设计与仿真    常万仓;杜翠静;

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究    杨实

变转速泵控差动缸及低能耗注塑机技术研究    张红娟

永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现    张洪阳

磁性液体微压差传感器的理论及实验研究    郝瑞参

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究    刘子建

基于微分几何理论电力电子变换器非线性复合控制研究    乐江源

大功率三电平变换器关键技术及同步电机传动控制系统研究    李浩

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究    汪鹏飞

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

改善永磁接触器动态分断过程的方法研究    张钢岭

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于DSP的异步电动机软起动控制系统研究    肖大志

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

PID参数自整定方法研究与控制器研制    孟祥泉

宽范围输入逆变器的研制    於晓龙

细分驱动在步进电机控制中的应用    曾高荣,高杨,胡莉,龚箭

太阳能任意方位跟踪系统设计    梁勇;梁维铭;

聚光光伏的发展    郭丰;

DSP与单片机串口通信的设计与实现    闵晓勇

一种新型的太阳能自动跟踪装置    李敏;刘京诚;刘俊;任松林;王福权;

基于ARM的图像采集与图像处理在太阳光跟踪系统中的实际应用    谢渊;陶宇;郭文成;

太阳自动跟踪装置控制系统的研究    徐东亮;任超;

太阳能电池自动跟踪系统的设计    万里瑞;

聚光光伏电池及系统的研究现状    王一平;李文波;朱丽;韩新月;方振雷;

聚光光伏能否颠覆太阳能产业    李斌;

基于DSP的图像采集处理系统    丛森

基于DSP的两相混合式步进电机细分控制及转矩矢量控制    张小杭

基于PC的开放式数控系统的步进电机控制卡的研制与开发    范文鹏

基于DSP的移动机器人运动控制系统的研究    田淑杭

基于DSP的三相混合式步进电机脉冲细分驱动系统    刁红泉

新型步进电机驱动电路的研制    张航鲜

太阳光线自动跟踪装置    金晶晶

基于DSP的光电成像跟踪系统研究    王晓坤

光伏发电自动跟踪系统的设计    张鹏飞

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

网卡及驱动程序的剖析    褚丽华，李秀艳，张金平

太阳能电池并联电阻的一种测量方法    陈庭金,涂洁磊,汪东翔,董俊

嵌入式系统 前景无限——访美国WindRiver公司中国区首席代表韩青先生    张伟,徐烁

电动汽车监测微机系统的研制    姜久春,张维戈,周希德

户用小型风力发电系统现状与发展(上)    李德孚

世界能源消费现状和可再生能源发展趋势(上)    钱伯章;

直流PWM调速系统研究    高美霞,吴振奎,魏毅立,王小芹

太阳能电池研究和发展现状    毛爱华

阀控式密封铅酸蓄电池的内阻    余沛亮,陈体衔

光伏水泵系统及其控制的研究    苏建徽

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

采用神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术研究    李敬兆

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究    茆美琴

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

小体积光伏户用正弦逆变电源的研究    张为民

嵌入式Internet接入技术及其应用研究    赵陵滋

微波中继站太阳能供电远程监控系统的设计与研究    高秀伟

多功能智能化高性能正弦波逆变电源的研究    金成日

具有组合功能的智能化通用正弦逆变电源的研制    刘慧文

逆变电源控制方案的研究与实现    李志江

推挽正激及其软开关电路的研究与实现    戴卫力

独立运行风/光互补监测系统研究    龙平

基于DSP的逆变电源数字化控制的研究    冉元庆

SPWM逆变器控制技术研究    何中一

日本太阳能光伏发电系统2004年度报告    王海鹰

基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器    陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华

“八面玲珑展威风”——介绍一种新的“采用数倍聚光的光伏发电系统”    王亦楠;

逆变器——优化光伏发电的装置    刘向阳;

太阳能光伏发电产业现状及发展    吕贝;邱河梅;张宇;

独立运行光伏发电系统研究    高旭;

太阳能光伏发电系统在绿色生态小区的应用    廖伟聪;

BIPV光伏发电系统虚拟展示装置的研究    杜宝江;

光伏发电系统高增益DC/DC变换器的研究    谢涛;谢运祥;胡炎申;冀玉丕;

基于变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制    赖东升;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析    黄维学;徐璞;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

独立光伏发电系统储能新方法    孟昭渊;

抗三相不平衡负载的独立光伏发电系统的设计    伍春生;杨子龙;廖华;王一波;徐正国;许洪华;

光伏发电系统中的直流变换器综述    辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;

基于超级电容器储能系统的独立光伏发电系统的设计与研究    王培波;

阶梯电压级联式逆变器的原理与实现    孙凯;陆晓楠;黄立培;

太阳能光伏发电系统在海上的应用    李涛

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

光伏并网发电离我们还有多远    许圣王健

将太阳能电池板装进玻璃幕墙    黎方益 李之政 曾丁丁

太阳能光伏发电：何时点亮中国家庭    本报实习记者 范丽敏

太阳能：给奥运“增光添热”    赵永新

光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞    本报记者　　李文绚　　陶俊

在荒漠地区发展光伏发电有作为    王艳明

绿色企业家的光荣与尴尬    王义伟

绿色能源为奥运增光添彩    任启平祝福艳 张一鸣 张丽娅

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

辐射热力学的基础理论及其应用研究    莫松平

建筑集成光伏系统的能量变换与控制技术研究    刘邦银

蚁群并联光伏发电系统研究    姚利明

安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析    杨毅男

独立光伏发电系统蓄电池充放电控制策略    陈海

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析    陈闽江

具有以太网接口的独立光伏发电系统的研究    刘杨斌

基于TMS320F2812 DSP的太阳能独立光伏发电系统设计    孔晓丽

光伏并网发电系统建模及对配电网电压、网损的影响    谢丽美

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠