【正文】 輝煌成就，表現(xiàn)在電池效率不斷提高、硅片厚度持續(xù)降低和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)不斷改進(jìn)等方面。光伏建筑一體化是目前國(guó)際上研究及發(fā)展的前沿，這種產(chǎn)品不僅節(jié)省了建造發(fā)電站使用的土地面積和費(fèi)用，而且美觀大方。2011年3月12日，日本福島第一核電站因地震引發(fā)爆炸引起了世界人民的恐慌。通過(guò)對(duì)蓄電池充放電特性進(jìn)行詳細(xì)分析后，設(shè)計(jì)了一個(gè)“三階段充電”方案，以保證最大限度延長(zhǎng)蓄電池壽命。關(guān)鍵詞：2KW光伏發(fā)電本身不產(chǎn)生灰塵以及氣體等排放廢物，不產(chǎn)生噪聲，是一種清潔的可再生能源能源。2000年以來(lái)，太陽(yáng)能發(fā)電高速發(fā)展，世界各國(guó)都提出了太陽(yáng)能發(fā)電政策。單晶硅高效電池效率達(dá)到 %，多晶硅電池效率達(dá)到 %，采用 PECVD 技術(shù)設(shè)備的微晶硅迭層薄膜電池效率達(dá)到 %[8]。IGBT由于集成了GTR和Power MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，將電力電子技術(shù)帶進(jìn)了超音頻時(shí)代[13]，IGBT的崛起充分證明新器件的出現(xiàn)會(huì)給學(xué)科的發(fā)展帶來(lái)更為深遠(yuǎn)的影響。通過(guò)選取有代表性的三個(gè)電壓點(diǎn)進(jìn)行MATLAB仿真，從仿真圖上可看出該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)精密測(cè)控和穩(wěn)定運(yùn)行。在它們兩者之間采用高效的SPI通信方式來(lái)完成大量數(shù)據(jù)的傳輸2KW光伏電源監(jiān)控與信息傳輸?shù)目傮w網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖21所示：S T C12C5A60S2TMS320F28035SPI通信TFT液晶顯示LED指示GSMPC機(jī)箱溫度光伏輸入蓄電池PC圖21 2KW光伏電源監(jiān)控與信息傳輸?shù)目傮w網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 光伏控制器的原理與控制策略太陽(yáng)能光伏發(fā)電有兩大缺點(diǎn)[14]，一是太陽(yáng)能電池陣列的成本較高，而是太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率比較低，普通多晶硅材料的太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率約為12％～14％，如果把系統(tǒng)電路的損耗也考慮進(jìn)去，則光伏發(fā)電系統(tǒng)的綜合效率只有11％左右。該控制方式控制簡(jiǎn)單、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但是這種跟蹤方式忽略了溫度對(duì)陣列開路電壓的影響，導(dǎo)致陣列的伏安曲線與系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的工作電壓可能不存在交點(diǎn)，這樣系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生振蕩，不能真正實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的跟蹤控制。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)占空比來(lái)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池輸出電壓Upv 。充電后期，cd段，兩個(gè)極板上會(huì)析出氣體，由于氣體為不良導(dǎo)體，蓄電池內(nèi)阻增大，端電壓繼續(xù)上升。 圖28 恒壓充電曲線 ②快速充電法。 基于數(shù)字PID的控制方案該系統(tǒng)的反饋控制框圖如圖29所示操縱變量q擾動(dòng)D控制變量u+偏差e設(shè)定值r控制器TMS320F28035執(zhí)行器PWM調(diào)節(jié)器控制通道BUCK變換器蓄電池干擾通道光伏電池測(cè)量變送電壓、電流反饋圖29 光伏系統(tǒng)的反饋控制框圖上述系統(tǒng)為單輸入輸出系統(tǒng)，在此類系統(tǒng)中應(yīng)用最典型的規(guī)律就是PID規(guī)律[18]。偏大或偏小，都會(huì)導(dǎo)致超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)加入微分環(huán)節(jié)，允許比例系數(shù)及積分時(shí)間常數(shù)有更大的調(diào)節(jié)空間，從而可使系統(tǒng)的靜差減小，提高控制精度3 基于DSP的精密測(cè)控部分設(shè)計(jì)該部分為控制器，A\D轉(zhuǎn)換器，BUCK變換器組成的閉合回路，如圖31所示太陽(yáng)能電池陣列BUCK變換器蓄電池A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換TMS320F28035驅(qū)動(dòng)電 路圖31 精密測(cè)控部分整體結(jié)構(gòu)由于太陽(yáng)能電池的輸出功率受到環(huán)境的影響而不斷變化，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)其最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，這就要求系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要強(qiáng)，也就是要求系統(tǒng)的響應(yīng)速度要快，為此，系統(tǒng)TMS320F28035作為檢測(cè)部分。 SPI、SCI和eCAN 總線接口、電流傳感器選擇在電壓、電流傳感器選擇中，有互感器[19]，分流器[20]，霍爾電流、電壓傳感器/變送器[21]可供選擇，然而互感器只適用于50Hz工頻測(cè)量；分流器無(wú)法進(jìn)行隔離測(cè)量，因此霍爾電流、電壓傳感器/變送器是唯一的最好的選擇，霍爾電流、電壓傳感器/變送器具有優(yōu)越的電性能：216。端：電源15V。 BUCK電路器件選擇 該buck電路采用如圖34所示的結(jié)構(gòu)圖34 BUCK電路結(jié)構(gòu)在此電路中，L1和C1組成低通濾波器，使光伏輸入的直流分量可以通過(guò)，而抑制諧波分量，電容的輸出為直流分量附加微小的紋波。圖37 FF150R12KT3G結(jié)構(gòu)圖主要參數(shù)有：集電極發(fā)射極間能夠外加的最大電壓：；柵極發(fā)射極間能夠外加的最大電壓：；工作溫度在25℃時(shí)，集電極的電極上容許的最大直流電流：；所容許的最大功率損耗：；功率開關(guān)管Q的紋波電流為系統(tǒng)輸入電流的兩倍。此時(shí)電路中電感電流的平均值為：電感電流的最大值：電感電流的最小值：電感電流不能突變，只能近似的線性上升和下降，電感量越大電流的變化越平滑；電感量越小電流的變化越陡峭。TMS320F28035外圍器件引腳分配如圖311所示 圖311 TMS320F28035外部引腳分配 A/D轉(zhuǎn)換輸入電路設(shè)計(jì)電壓檢測(cè)信號(hào)調(diào)理電路圖如圖312所示 圖312 電壓檢測(cè)信號(hào)調(diào)理電路電流檢測(cè)信號(hào)調(diào)理電路圖： 圖314 電流檢測(cè)信號(hào)調(diào)理電路 由于IGBT選用英飛凌公司的FF150R12KT3G[27],這里選用TLP250光耦[28]作為其驅(qū)動(dòng)模塊，該硬件電路設(shè)計(jì)如圖315所示，TLP250是一種可直接驅(qū)動(dòng)IGBT的功率型光耦，選用TLP250光耦保證了功率驅(qū)動(dòng)電路與PWM脈寬調(diào)制電路的可靠隔離，又具備直接驅(qū)動(dòng)IGBT的能力，使驅(qū)動(dòng)電路特別簡(jiǎn)單，東芝公司的專用集成功率驅(qū)動(dòng)電路TLP250是8腳雙列封裝，其具備以下特征，輸入閾值電流5mA(MAX),電源電流11mA(MAX), 電源電壓1035V，輸出電流。程序框圖如圖318所示圖318 MPPT最大功率跟蹤軟件設(shè)計(jì)否否Y是是開始讀入U(xiǎn)n,In返回否蓄電池在充電過(guò)程中，電池電壓與充電時(shí)間大致成線性關(guān)系，工程上取充電曲線斜率為充電平臺(tái)期斜率的10倍時(shí)為蓄電池充電的終止點(diǎn)。Ib3AMPPT 跟蹤充電，一個(gè)白色二極管亮浮充藍(lán)色二極管亮恒壓充電黃色二極管亮恒流充電綠色二極管 亮系統(tǒng)初始化圖319 系統(tǒng)整體充電流程圖否是設(shè)定D,Uref=54V開始采樣UbUb=UrefUbUref是否減小D增加D輸出PWM圖320 恒壓充電流程圖恒流充電流程圖否是設(shè)定D,Iref=3A開始采樣IbUb=UrefIbIref是否減小D增加D輸出PWM圖321 恒流充電流程圖本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用的恒壓或恒流充電，目的都是為了讓被控量穩(wěn)定在設(shè)定值，在本系統(tǒng)中，利用DSP構(gòu)成的反饋環(huán)節(jié)，利用PID控制算法，讓系統(tǒng)保持穩(wěn)定，在PID控制算法中，最重要的是確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)。4信息傳輸部分設(shè)計(jì)SPI是高速同步串行口的簡(jiǎn)稱。RS485總線通信模式由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、通信距離和數(shù)據(jù)傳輸速率適當(dāng)?shù)忍攸c(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于儀器儀表、智能化傳感器集散控制、樓宇控制、 監(jiān)控報(bào)警等領(lǐng)域。216。如果此時(shí)總線上有其他節(jié)點(diǎn)正在發(fā)送數(shù)據(jù)，則此次數(shù)據(jù)傳輸將被打斷 而告失敗，甚至引起整個(gè)總線因某一節(jié)點(diǎn)的故障而通信阻塞，繼而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。RS mm2以上的雙絞線而不是平直線,并且選用線性電源TL750L05比選用開關(guān)電源更合適。在該設(shè)計(jì)中使用MAX232轉(zhuǎn)換芯片，MAX232是一個(gè)電荷泵器件，采用開關(guān)電容技術(shù)將5V電壓升壓和產(chǎn)生負(fù)壓作用，圖中電容CC1C12.、C13就是產(chǎn)生升壓和產(chǎn)生負(fù)壓作用的電容。REC UNREAD：代表短信息未讀過(guò)。 電源輸入電壓：3 x 360 – 440 VAC216。 可編程模擬PV曲線選定3組PV曲線，每組曲線進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)，可得出如表52 MPPT最大功率跟蹤的所示結(jié)果：PV曲線設(shè)定值輸出值精度跟蹤時(shí)間曲線12KW110V第一次100%45s第二次%60s第三次100%35s曲線22KW90V第一次100%40s第二次%50s第三次100%47s曲線31KW90V第一次100%46s第二次100%40s第三次100%55s 表52 MPPT最大功率跟蹤測(cè)試結(jié)果MPPT最大功率跟蹤結(jié)果表明，6總結(jié)與展望該設(shè)計(jì)以最大功率跟蹤原理，蓄電池的充放電理論，數(shù)字PID控制的基本原理為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了光伏電源的精密測(cè)控與信息傳輸，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，本文的主要工作如下： 通過(guò)對(duì)最大功率跟蹤的研究，結(jié)合蓄電池充放電原理，合理設(shè)置了蓄電池的恒壓充電，恒流充電，均充充電等蓄電池充電方式。參考文獻(xiàn)[1]趙玉文, 吳達(dá)成, 王斯成, 王文靜, 勵(lì)旭東, 劉祖明, 邱第明, 宋爽, （20062007）. 太陽(yáng)能. 2008, 8:11~13[2]張玉敏，孫吉冰，[J].艦船防化最后感謝我的父母和同窗讀書時(shí)候的同學(xué)張寶峰，李鵬梅和所有關(guān)心我的親人、朋友，感謝他們對(duì)我的鼓勵(lì)和支持