独立光伏系统中蓄电池充放电控制器的设计.doc

课程设计报告（论文） 课题名称 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 5320016110153031 顾问教师 起讫日期 设计地点 目录 摘要 2 一．太阳能应用的形势与本课题的任务 4 §1．1人类所面临的能源问题 4 §1．2太阳能的特点与优势 4 §1．3国内外太阳能应用的现状 5 二、 太阳能光伏发电系统 6 §2．1概叙 6 §2．2太阳能电池 6 2．2．1太阳能电池的种类 7 2．2．2太阳琵电池的电气特性与参数 8 2．2．3太阳能电池的保护 9 §2．3储能装置 9 2．3．1独立光伏系统用的储能装置 9 2．3．2铅酸蓄电池的主要参数 10 2．3．3铅酸蓄电池常用的充电方法 10 2．3．4影响铅酸蓄电池寿命的因素及充放电保护 11 2．3．5铅酸蓄电池放电控制策略 11 2．3．6铅酸蓄电池充电控制策略 12 §2．4光伏系统的系统配置与计算 16 三、 独立运行光伏发电系统控制器的研究与设计 17 §3．1光伏系统控制器应具有的功能 17 §3．2对蓄电池充放电的控制 17 §3．3对太阳方位和高度的跟踪 19 §3．4对太阳能电池最大功率点的跟踪 21 四光伏发电系统控制器的设计 23 §4．1一种检测蓄电池在线电压的控制器 23 §4．2一种检测蓄电池开路电压的控制器 26 五、 本课题的结论、意义及展望 29 参考文献 29 摘要 本文首先介绍了光伏发电产业的现状，接着介绍了光伏系统的基本组成，基 本原理，其中对太阳能电池的特性，蓄电池的特性，及光伏系统的配置分别进行 了讨论。然后探讨了光伏系统的一些关键技术，特别是蓄电池的监控技术。对蓄 电池的监控技术的关键是蓄电池荷电状态的检测，本文探讨了二三种检测方法：一 是基于蓄电池在线电压检测蓄电池荷电状态；二是基于蓄电池稳态开路电压检测 蓄电池荷电状态；三是公式法。本文还从理论上探讨了光伏系统控制器应具有的 功能：对蓄电池充放电的控制，对太阳方位和高度的跟踪，对太阳能电池最大功 率点的跟踪。 在此基础上介绍了研制的两种小型简单的光伏系统控制器。两种小型简单的光伏系统控制状态，另一个是通过检测蓄电池的开路电压来判断蓄电池的荷电状态，这两个控制器都是用871pc767单片机实现的。 关键词：光伏系统、电池监控、太阳能灯 Abstract The current situation of photovoltaic systems(pv systems)is introduced at first， and then basic concepts，theories，and components of PV systems are discussed in this papeE Key technology of PV system is checked，especially methods of battery monitoring are explored．Three monitoring methods of charging state are presented： the method based on battery on—line voltage monitonng，the method based on battery off-line voltage monitoring and the method based on formulas，The functions which PV system controllers need to have are discussed in theory too，such as controlling of charging and discharging，adaptation of orientation and position of solar cell， maximum power point tracking(MPPT)．On the basis of the above discussed methods， three PV system controllers are developed．Two of the three are orientated towards simple and low—cost appl