基于MPPT的離網(wǎng)風光互補發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、當今世界，環(huán)境污染嚴重、能源日益緊缺，各國都在積極探索和開發(fā)利用新能源。如何更加有效的利用太陽能、風能等可再生能源，提高新能源發(fā)電在整個發(fā)電系統(tǒng)中所占的比例，成為當今社會研究的熱點問題。本文設(shè)計的風光互補發(fā)電系統(tǒng)利用風力發(fā)電機和太陽能電池兩種設(shè)備互補發(fā)電，解決了單一的光伏發(fā)電或風力發(fā)電的間歇性、不穩(wěn)定性等問題，給用電不便地區(qū)帶來了極大的便利。
　　本文首先研究了太陽能電池及風力發(fā)電機的工作原理和輸出特性，發(fā)現(xiàn)在特定的環(huán)境下，它們的

2、輸出有且只有一個最大功率點。同時還研究了蓄電池的基本特性和充放電原理，在此分析基礎(chǔ)上，提出了“恒流-恒壓-浮充充電”的三段式充電方法，延長了蓄電池的壽命。
　　其次，研究了太陽能發(fā)電及風力發(fā)電的最大功率點跟蹤算法。通過對常用的MPPT算法進行比較，風光互補發(fā)電系統(tǒng)采用變步長的擾動觀察法實現(xiàn)最大功率點跟蹤。這種方法具有較高的穩(wěn)定性和快速性，避免了系統(tǒng)在最大功率點附近大幅震蕩。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，本文在Matlab/Sim

3、ulink環(huán)境下對風光互補發(fā)電系統(tǒng)的光伏發(fā)電部分、風力發(fā)電部分及蓄電池部分進行建模與仿真。由仿真結(jié)果可知:在外界環(huán)境突變的情況下，變步長擾動觀察法控制下的風光互補發(fā)電系統(tǒng)能快速準確的跟蹤到最大功率點。蓄電池模型的仿真結(jié)果與其實際運行特性相似，證明了該模型的合理性，為風光互補發(fā)電系統(tǒng)的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　最后，本文進行了以STM32F103為主控芯片的系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計。本設(shè)計的硬件電路主要包括:單片機及其外圍電路的設(shè)計、充電