【正文】 總之，今后以太陽能為能源的 新 技術(shù)，在提高太陽能的光電轉(zhuǎn)換效率，與市電的并聯(lián)發(fā)電，對(duì)供電系統(tǒng)作監(jiān)控保護(hù)等方面還有許多問題有待 研究。用戶可以在 F SI 編輯器窗口菜單中修改它的各種特性，如改變輸入/輸出的變量數(shù)、編輯隸屬度函數(shù)、編輯模糊規(guī)則等，從而生成新的 FS I。 模糊邏輯控制器的設(shè)計(jì)主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容 : *確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量 。實(shí)際上通過擾動(dòng)電阻改變電流的范圍是有限的，在超過調(diào)控其范圍的時(shí)候，我們需要對(duì)連接在母線上的蓄電池組進(jìn)行切換，再利用 GAI， E3 信號(hào)進(jìn)行微調(diào)，從而達(dá)到最大功率的輸出。 observe) 擾動(dòng)觀察法使控制回路模塊化，跟蹤法則簡明，容易實(shí)現(xiàn)。因此，為了充分地運(yùn)用太陽光電能，需要一控制法則使能在各種不同工作環(huán)境下，自太陽陣列汲取最大功率，此控制方法即所謂的最大功率點(diǎn)跟蹤法。另外，光伏系統(tǒng)的負(fù)載可能是直流電機(jī)，也可能是交流電機(jī)或其它設(shè)備。而這些模型方程中有眾多的參數(shù)需要估計(jì)，而求解這些參數(shù)時(shí)又往往缺少足夠的信息特征和信息量，這又限制了 現(xiàn)代控制理論的有效應(yīng)用。 基于 C AN 總線的電力控制系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)如圖 7 所示。這些都需要有一個(gè)強(qiáng)健的，分布式的，實(shí)時(shí)的現(xiàn)場總線支持。其上 集成有三個(gè) 8 位 CP U。 H2 的傳輸速率可為 1Mbps 和 兩種，通信距離為 750m 和 500m。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) (F cS )的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) 隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn) 和成熟，促使了控制系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng) (DCS )向現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) (FCS )的過渡。它是從電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式入手，發(fā)展起來的一種使功率開關(guān)器件工作于零電壓 (ZVS )或零電流 (ZC S )開關(guān)狀態(tài)的電能淮北師范大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 基于 MPPT 的光伏電力應(yīng)用系統(tǒng)的研究 9 變換技術(shù)，使開關(guān)開通前其兩端電壓為零，則開關(guān)開通時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生損耗和噪聲，這種開通方式稱為零電壓開通，簡稱零電壓開關(guān)。其主回路如圖 5 所示 : 淮北師范大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 基于 MPPT 的光伏電力應(yīng)用系統(tǒng)的研究 7 圖 5 Buc k Boost 變換器主回路結(jié)構(gòu)圖 工作原理 :在驅(qū)動(dòng)脈沖 Ton 期間，開關(guān)管 T 受控 導(dǎo)通，輸入電源電壓 Ui，全部加在電感兩端，此時(shí)二極管 D 反偏截止，電感 L將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇拍軆?chǔ)存起來。由圖 4 可看出環(huán)境溫度基本恒定，組件溫度隨太陽輻射強(qiáng)度的變化近似線性變化，當(dāng)環(huán)境溫度 300℃ ，太陽輻射強(qiáng)度為750W/mZ 時(shí)，組件溫度達(dá) 600℃ ，太陽輻射強(qiáng)度和組件溫度的變化導(dǎo)致系統(tǒng)工作點(diǎn)的漂移 。A I0反向飽和電流 。以單晶硅太陽電池為例，當(dāng)環(huán)境溫度每升高 1℃ 時(shí)，其開路電壓下降率為 %一 %。特別是在近10 多年來，在石油可開采量日漸見底和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下，太陽能的利用受到許多國家的重視，大家正在競相開發(fā)各種光電新技術(shù)和光電新型材料，以擴(kuò)大太陽能利用的應(yīng)用領(lǐng)域。從太陽能電池的光伏特性出發(fā) ,來研究如何提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率無疑是很有現(xiàn)實(shí)意義的。本課題從太陽能電池的光伏特性出發(fā)，對(duì)于如何提高太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)行了有益的探討。本課題所作的主 要工作就是利用太陽能電池的伏安特性，通過調(diào)節(jié)太陽電池陣的工作點(diǎn)來自動(dòng)跟蹤太陽電 池陣的最大功率點(diǎn)，以獲得最大功率。 Rsh并聯(lián)電阻 。因此，必須在太陽電池和負(fù)載之間加入阻抗變換器，使得變換后的工作點(diǎn)正好和太陽電池的最大功率點(diǎn)重合，使太陽電池以最大功率輸出，這就是所謂的太陽電池的最大功率跟蹤。所以功率變換 是其核心部分，主要由開關(guān)電路和控制器組成。目前所研究的軟開關(guān)技術(shù)不再采用有損緩沖電路，而是真正減小開關(guān)損耗，而不是開關(guān)損耗的轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開放性的通信協(xié)議系統(tǒng)，系統(tǒng)的開放性決定 了它具有互操作性和互用性。 CAN 總線 控制局域網(wǎng) (C ANCON TRO LLERA R 五 AN ETWO RK )總線最早是由德國 Boshc 公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。 Lon works 支持多種物理介質(zhì)并支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，組網(wǎng)方式靈活，其 IS 一 78本安物理通道使得它可以應(yīng)用于危險(xiǎn)區(qū)域。理論上可達(dá) 20xx 個(gè) 。 1974 年，英國的 首先用模糊控制語句組成模糊控制器，并把它應(yīng)用于鍋爐和蒸汽機(jī)的控制，在實(shí)驗(yàn) 室獲得成功。相信隨著高性能模糊控制器的發(fā)展，它所存在的不足將會(huì)得到彌補(bǔ)，達(dá)到所期望的效果。 光伏陣列特性曲線 由于光伏陣列的輸出的特性強(qiáng)烈地隨日照強(qiáng)度溫度的影響，下面來分析在這兩種條件變化的情況下光伏陣列的特性曲線。 功率回授法 由于電壓回授法無法隨環(huán)境條件的改變自動(dòng)跟蹤到最大功率點(diǎn)，因此功率回授法加入了輸出功率對(duì)電壓變化率的判斷，以便能適應(yīng)大氣的變化而達(dá)到最大功率點(diǎn)跟蹤，也就是改變輸出功率判斷此時(shí)是否 dP /dV=0，當(dāng) dP /d V=0 時(shí)即是為操作在最大功率點(diǎn)。如果減小則改變?cè)瓟_動(dòng)方向。通過測量電壓、電流或功率，比較它們之間的變化關(guān)系，決定當(dāng)前工作點(diǎn)與峰值功率點(diǎn)的位置關(guān)系，然后控制電流 (或電壓 )向峰值功率點(diǎn)靠近，直到達(dá)峰值功率點(diǎn) 。由圖可知模糊控制器主要包含三個(gè)功能環(huán)節(jié) :用于輸入信號(hào)處理的模糊量化和模糊化環(huán)節(jié)，模糊控制算法功能單元，以及用于輸出解模糊化的模糊判決環(huán)節(jié)。在對(duì)最大功率的跟蹤算法上，我們可以對(duì)算法加以改進(jìn)以提高太陽能電池的輸出效率。還要謝謝一個(gè)人，一個(gè)給我很多幫助的人。若太陽能電能發(fā)電量不足本身的負(fù)載使用時(shí)，則由市電供應(yīng)。該計(jì)算過程稱為反模糊化 (Defuzzification)，從而將模糊量轉(zhuǎn)化為精確量。本章對(duì) MPP T 的模糊算法進(jìn)行了一些有益的探討。其控制流程圖如圖 11 所示 : 圖 11 MPPT 控制流程圖 擾動(dòng)觀察法的改進(jìn)算法和 MPPT 的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)要求保持輸出電壓保持穩(wěn)定，所以不可 能人為變動(dòng)電壓值來跟蹤功率最大點(diǎn)，所以我們需要對(duì)其加以改進(jìn)。不過其算法較為復(fù)雜，這對(duì)微處器在控制上會(huì)造成相當(dāng)大的困難。但是我們也注意到無論在何種情況下，都存在一個(gè)唯一的最大功率點(diǎn)。 模糊控制器的實(shí)現(xiàn) 在 實(shí)際應(yīng)用中，模糊控制有二種實(shí)現(xiàn)方式。近幾十年來，控制技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了經(jīng)典控制與現(xiàn)代控制技術(shù)階段。 (6)采用非破壞性仲裁技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)信息 時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的節(jié)點(diǎn)可不受影響地繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，大大節(jié)省了總線沖突裁決時(shí)間 。取得控制權(quán)的主站，可向從站發(fā)送、獲取信息。 CAN 總線采用短消息報(bào)文， 每一幀有效字節(jié)數(shù)為 8 個(gè) ， 當(dāng)節(jié)點(diǎn)出錯(cuò)時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。在一段時(shí)期內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)幾種現(xiàn)場總線共存、同一生產(chǎn)現(xiàn)場有幾種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連通訊的局面。最理想的軟關(guān)斷過程 :電流先下降到零，電壓再緩慢上升到斷態(tài)值，所以關(guān)斷損耗近似為零。 (3)容性開通問題 :當(dāng)開關(guān)器件在很高的電壓下開通時(shí)，儲(chǔ)藏在開關(guān)器件結(jié)電容中的能量將全部耗散 在該開關(guān)器件內(nèi)，引起開關(guān)器件過熱損壞。 (2)升壓型變換器 輸出電壓高于輸入電壓，即 U。 圖４中說明 ： “ ”代表輻射光 強(qiáng)，單位為 （１０Ｗ /ｍ ２ ） ； “ ” 代表組件溫度，單位為 (１０ ℃ )； “ ” 代表環(huán)境溫度，單位為 (１０℃ )。 (6)為進(jìn)一步提高 MP P T 的性能，對(duì)采用模糊控制算法進(jìn)行最大功率跟蹤的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行了探討 : 研究成果為一臺(tái)峰值功率跟蹤控制樣機(jī)。目前太陽能電池輸出功率控制 C VT(C onstant Voltage Treaking)技術(shù)。 A asymmetrical class D buckboost converter with the control methods of PWM (PulseWidthModulation), For usage of storage cells as secondary power supply. Key words Photovoltaic。非對(duì)稱結(jié)構(gòu) D 類變換器 淮北師范大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 基于 MPPT 的光伏電力應(yīng)用系統(tǒng)的研究 II The Reseach on PV Power Aplied System Based on MPPT school of physics and electronic information ,Huaibei normal university 235000 Abstract Nowadays, with the increasing burden on energy exhaustion and environment pollution, as a cleanly and renewable energy, Solar Energy has became a hotspot of the whole world. At the same time, the technique of the PV (Photovoltaic) conversion has e into the applied level on a large scale. In the future, the application of the PV will has a exciting status. It is significant to research on improving the conversion efficiency of PV from its VoltAmpere Characteristics. The results of the design: A PV MPPT control unit based on double MCU and its software of MPPT algorithm。 太陽能電池有著非線性的光伏特性，所以即使在同一光照強(qiáng)度下，由于負(fù) 載 的不同而輸出不同的功率，將其直接與負(fù)載相連是很不明智的，一般來說 都采用一個(gè)變換裝置，使太陽能的輸出功率保淮北師范大學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 基于 MPPT 的光伏電力應(yīng)用系統(tǒng)的研究 2 持在它所能輸出的最大狀態(tài) ，再使它向負(fù)載供電。 (5)在大規(guī)模利用太陽能電力的場合，控制系統(tǒng)之間的相互通訊和利用上對(duì)其進(jìn)行集中管理是不 可或缺的，這里我們?cè)O(shè)計(jì)了一套以 C AN 現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的電力系統(tǒng)監(jiān)控通信網(wǎng)絡(luò)，可以保證對(duì)太陽能電力的最大功率控制和對(duì)現(xiàn)場各個(gè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控 。圖 4 為組件溫度隨太陽輻射強(qiáng)度的瞬時(shí)變化情況 : 圖 3太陽輻射 強(qiáng)度方陣工作電壓和工作電流的瞬時(shí)變化 圖 4組件溫度隨太陽輻射強(qiáng)度 的瞬時(shí) 圖 3 中說明： “ ” 代表輻射光強(qiáng)，單 位為 W