太阳能DC转换50赫兹AC转换器设计毕业论

文

目 录

1 绪论.................................................................................................. 1

1.1 课题概述 ............................................................................................................ 1 1.2 光伏并网系统的发展 ........................................................................................ 1 1.3 光伏并网系统介绍 ............................................................................................ 2 1.3.1 概述 ................................................................................................................ 2 1.3.2 系统主要组件简介 ........................................................................................ 3 1.4 光伏并网逆变器 ................................................................................................ 3 1.5 课题研究的意义 ................................................................................................ 3

2 系统方案设计 ................................................................................. 4

2.1 需要实现的功能 ................................................................................................ 4 2.2 系统整体的设计过程 ........................................................................................ 4

3 系统的硬件设计 ............................................................................. 5

3.1 硬件电路设计及工作原理 ................................................................................ 5 3.1.1前置boost升压电路 ..................................................................................... 5 3.1.2单片机的最小系统 ......................................................................................... 6 3.1.3单片机与DAC0832的接口 ............................................................................. 7 3.1.4 D/A转换工作原理及芯片介绍 ..................................................................... 8 3.1.5典型的D/A转换器芯片DAC0832性能介绍 ................................................. 8 3.1.6 DAC0832与运放的连接 ............................................................................... 10 3.1.7 功率放大电路 .............................................................................................. 11 3.2 单片机的结构 .................................................................................................. 12

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3.2.1 单片机的基本结构 ...................................................................................... 12 3.2.2 单片机引脚图及封装 .................................................................................. 15 3.3 单片机在本设计中的应用 .............................................................................. 15 3.3.1 单片机的应用电路组成 .............................................................................. 15

4 系统的软件设计 ........................................................................... 17

4.1 软件流程 .......................................................................................................... 17 4.2 开发环境介绍 .................................................................................................. 17 4.3 系统程序的设计 .............................................................................................. 18 4.3.1初始化函数 ................................................................................................... 18 4.3.2 频率调节函数 .............................................................................................. 18

5 系统调试与测试结果 ................................................................... 20

5.1 系统调试 .......................................................................................................... 20 5.2 测试结果 .......................................................................................................... 20

6 总结................................................................................................ 21

6.1 全文总结 .......................................................................................................... 21 6.2 心得体会 .......................................................................................................... 21

参考文献.............................................................................................. 22 致 谢 ......................................................................... 错误！未定义书签。 附录 ...................................................................................................... 23

附录1 系统总体电路组成 ..................................................................................... 23 附录2 ....................................................................................................................... 24

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1 绪论

1.1课题概述

资源有限、污染严重的传统煤炭、石化燃料能源正在一天天减少，于是资源无限、清洁干净的可再生能源成为人们关注的焦点。其中太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点，正得到迅速的推广应用。根据光伏效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能的光伏技术是一项非常重要的技术，能够实现人类向可持续的全球能源系统转变。目前，我国光伏并网发电的关键技术及设备仍主要来自进口，其中光伏并网发电系统中的关键部件并网逆变器的主电路拓扑结构、控制方式、可靠性及转换效指标的好坏，对光伏并网发电效果的影响非常大。最终导致光伏并网系统造价高、依赖性强，制约了其在国内的发展和推广。因此加快在光伏发电关键技术领域内的研究工作，掌握并开发出具有我国自主知识产权的光伏技术，进而实现其产业化进展，提高我国在光伏发电市场地位，己是在必行的事。

1.2光伏并网系统的发展

在国外，近年来太阳能光伏电源已开始由补充能源向替代能源过渡，并从偏远无电地区中小功率的独立发电系统向并网发电系统的方向发展。1979年，美国太阳联合设计公司在能源部的支持下，研制出了面积为0.9*1.8M的大型光伏组件，建造了户用屋顶光伏试验系统。1980年在MIT建造了有名的Carlisle House”，屋顶安装了7.5KW光伏方阵，并结合被动式太阳房和太阳集热器，给建筑供电、提供热水和制冷。20多年前，日本三洋电器公司研制出了瓦片形状的非晶硅太阳电池组件每块能输出2.7W的电能，到1997年就已经安装了数兆瓦。美国和欧盟先后实施了“百万屋顶计划”；日本计划到2010年光伏系统的装机容量要达到5GW。世界上规模最大的屋顶光伏系统建在德国慕尼黑展览中心，第一期安装的光伏系统容量为1MW，现在已达到了2MW。法国、印度也陆续推出了”1-5KW级百万屋顶光伏计划”。

我国光伏技术虽然经过40年的努力，已具有一定的水平和基础。但是，与世界先进国家相比仍有不少的差距。目前我国光伏产品的市场份额为：户用光伏电源和独立光伏电站占30%，通信领域占40%，铁路、公路信号源、气象台站电源等其

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他工业领域占20%，各种民用商品占10%。

我国有着十分丰富的太阳能资源。据估算，陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50╳1018kj，约相当于1700亿吨标准煤。全国各地太阳辐射总量达3340~8400MJ/m2?a，全国年平均光照小时数为2200h，平均太阳能电力为1700TWh，约为目前装机容量的多倍。我国西藏、青海、新疆、内蒙古南部、陕西北部等广大地区的太阳能辐射总量很大，尤其是青藏高原地区的绝大多数地区的太阳能资源相当丰富，具有得天独厚的开发和利用太阳能的优越资源条件。户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。对于联网的光伏发电系统，由于在电网覆盖的地区，光电应用成本太高，目前没有竞争力。我国只有少许示范性的并网光伏发电系统。

1.3光伏并网系统介绍

1.3.1 概述

太阳能光伏并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。与离网太阳能发电系统相比，并网发电系统具有以下优点: 利用清洁干净，可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生的，资源有限的含碳化石能源，使用中无室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。所发电能馈入电网，以电网为储能装置，省掉蓄电池，比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达25%—45%，从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池并可提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染。 光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高，增加卖点。 分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。 可起调峰作用。联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。

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