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基于MPPT算法的光伏发电前端控制与检测系统
Detailed introduction:

作品名称:基于MPPT算法的光伏发电前端控制与检测系统

作者:任昱宸

院校:西安科技大学

 

【作品背景】

随着全球经济的迅速发展和人口的不断增加,能源的消耗越来越多,以石油、天然气和煤炭等为主的化石能源正逐步消耗,能源危机成为世界各国共同面临的课题。与此同时,燃烧大量的化石燃料,环境导致恶化,人类生存和发展已很大程度上受到了威胁。在这一背景下,太阳能这种可再生能源引起了全世界各国的极大关注,国际上的光伏产业飞速发展,各国对于光伏产业的扶持力度都在逐年加大,而我国太阳能资源非常丰富,理论储量达每年17000亿吨标准煤。2009年,财政部、科技部、国家能源局联合宣布在我国正式启动金太阳示范工程,三部门联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》,决定综合采取财政补助、科技支持和市场拉动方式,加快国内光伏发电的产业化和规模化发展,这两年国内已经在建设500兆瓦的光伏电站,这意味着在中国光伏产业已经成为一个必然的趋势。目前,光伏发电面临的主要问题之一就是转换效率低。解决这一问题的途径之一就是在光伏发电过程中进行最大功率点跟踪。

【作品简介】

在当前大范围应用的光伏发电系统中,普遍存在光伏阵列被固定导致的对光低效,并且采集到的光能无法高效转换利用的问题。本作品拟采用前端动态追光系统结合后端MPPT(最大功率点追踪)算法,实现光伏发电的能效最大化。

【设计思路】

“向日葵”MPPT智能光采集系统的主要创新点就是能够同时达到光能采集率最高与转换效能最高,最小系统不借助任何第三方平台,可单独应用,为家庭或无人区信号中继站提供高效可靠的能源;也可结合工业物联网实现大规模的光伏阵列控制,远程实时监控光能采集单元的工作状况,以实现在高光照无人区建立高效能无人光伏电站的发电需求。实际解决了生产生活中的市场需求,具有很高的实用与推广价值。

第一阶段:

(1)完成基于MPPT算法的Boost硬件部分设计,绘制出原理图。

(2)完成其PCB绘制。

(3)完成MPPT软件部分设计,完成相应控制算法的编写,并使用MATLAB/Simulink对其进行建模仿真。

第二阶段:

(1)完成采样检测及保护电路的原理图与PCB设计。

(2)完成采样检测及保护电路以及显示模块的软件部分设计。

第三阶段:

(1)完成可调度光伏发电前端系统控制部分自动追光“检测仪”部分。

(2)完成整个光伏发电前端闭环PID控制与后级MPPT的综合调试。

第四阶段:

(1)整理软件设计流程,提交完整的软硬件方案。

(2)设计文档与使用说明的编写。

(3)提交结题报告。


 

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客服二

客服三