彭凯[1]2007年在《太阳电池阵列特性现场测试设备研究》文中认为随着经济的发展,能源问题越来越突出,作为可再生能源的太阳能光伏产业在未来将会有更大的发展空间。为合理配置太阳能电站的电池阵列、提高发电效率、降低发电成本,需要对太阳电池阵列的特性进行现场测试并做出分析。在比较分析了现有的太阳能电池阵列现场测试方法的基础上,本文采用了动态电容充电测量的测试方法,设计并研制出基于TI公司的TMS320F2806DSP的太阳电池阵列测试仪样机。本文主要工作及创新在于:1.在基于TMS320F2806DSP下位机测试控制部分的硬件电路中为电压和电流采样各设置了四路不同量程的采样通道。采样时通过软件判断自动选择最合适的量程,提高电压和电流大范围测量时的精度;2.在为电压和电流选择合适的量程及采样周期时,除采用预采样的方法外,在本测试仪样机中还尝试采用公式估算的方法。与预采样的方法相比,公式估算的方法只需要对电容进行一次充放电操作就能完成整个测量过程,使测试过程更加快速;3.对测试得到的数据按电压值进行了从小到大的升序重组,对电流数据进行了递推中位值平均滤波法的数字滤波处理,可消除由于偶然出现的脉冲性干扰所引起的采样值偏差;4.对辅助电源、测试控制电路和液晶显示进行了一体化的设计,使太阳电池阵列特性的测量和显示可以在本测试仪上一次完成。5.本测试仪样机可以利用太阳电池的数学模型以及测量的实时数据对阵列特性曲线进行预估、分析。通过对太阳电池阵列进行实际测量,实验结果表明:该样机测试系统运行稳定、携带方便、测量精度较高、一次完整的测试只需10s左右,测试比较快速,并且测量得到的伏安特性可以在液晶上直接以曲线的形式显示,使测得的阵列特性更为直观,能满足工程应用的需要。
杜燕[2]2004年在《太阳电池阵列的工作特性测试与预估研究》文中认为太阳电池阵列的现场测试可以有效地分析和评价光伏电站的发电效率，但是由于传统的现场测试方法具有体积庞大、现场测试不便等缺点，使得这种方法未能在太阳电站的性能测试和评价工作中得以应用。 针对太阳电池阵列的测试方法，本文进行了详细的分析比较和探讨，系统采用一种新型的电容动态充电方式对太阳电池阵列进行特性测试，该方法是通过检测太阳电池阵列对电容的充电过程中电流、电压的变化数据，重现光伏阵列的I-V特性，采用这种方式可以快速而方便的测量太阳电池阵列的I-V特性，具有体积小、重量轻等特点，克服了传统现场测试方法的弊端。 为了能够反映环境温度、日照强度对太阳电池阵列的I-V特性的影响，系统建立了基于短路电流(I_(sc))、开路电压(V_(oc))、最大功率点电压(V_m)和最大功率点电流(I_m)的太阳电池阵列的工程化数学物理模型，该模型可以依据现场测量的数据确定任意照度、温度条件下的特性参数，预估太阳电池阵列在不同温度、照度下的特性曲线。 本文通过对阵列电压和电流的数据采样实验研究，发现了系统中存在对数据采样信号的随机干扰，并严重影响数据采样的精度和曲线重现，本文提出必须采用数字滤波方式对采样信号进行处理，以获得平滑准确的阵列特性曲线，系统采用均值滤波方式进行了实验，并获得满意效果。 本文实验并研制成功了实用的太阳电池阵列测试系统，该系统携带方便，其太阳电池阵列的电压测量范围为0-600V，电流测量范围为0-100A。系统以DSP为控制核心，可自动识别并适应不同的电压和电流等级，采用程控放大、变化采样频率以获得优化的阵列测试效果。并且可以根据用户输入的预估温度和照度，对所测太阳电池阵列进行I-V特性预估，全面反映所测太阳电池阵列的I-V特性。此项技术填补了国内空白。
朱小强[3]2005年在《光伏阵列测试方法的研究及实现》文中认为随着光伏产业的发展,太阳能电站的增多,为合理配置太阳能电站的电池阵列,提高发电效率,需要对太阳电池阵列的特性进行现场测试并做出分析。在已有的研究基础上,比较分析了现有的太阳能电池阵列的现场测试方法,本文提出了一种电容充电动态测量的测试方法,既通过对电容充电,采用高速AD对充电过程中的电压、电流进行采样从而得到相关的数据,通过对数据的分析来获得太阳电池阵列的特性。在本文中主要从以下几个方面的工作来完成对太阳电池阵列的光伏特性测试议的分析和设计:1. 根据特性测量原理设计出合适的测试硬件电路和应用软件。2. 在测试仪和上位机之间通过USB口实现通讯,并利用USB口为测试仪提供电源。3. 选用了实用的太阳电池阵列数学模型,对太阳电池阵列的特性曲线进行显示。4. 编写了上位机的监控软件,并以数字和图形相结合的方式来描述电池阵列的光伏特性。5. 通过在一定条件(温度、日照强度)下测量的数据,对任意条件下的电池阵列特性做出预估。通过试验的结果可以表明,测试系统携带方便,测量精度高,功能全面,能够很好的反映太阳电池阵列的光伏特性。
宗桂林[4]2007年在《基于MSP430的光伏阵列测试仪的研究》文中进行了进一步梳理目前光伏产业迅速发展,太阳能电站逐渐增多,为合理配置太阳能电站的电池阵列,提高发电效率,需要对太阳电池阵列特性进行现场测试并做出分析。本文针对太阳电池阵列特性的测试方法,进行了详细的分析比较,系统采用电容充电动态测试方法,对充电过程中的电压、电流进行采样,从而得到相关的数据,通过对数据分析获得太阳电池阵列特性曲线及各项参数。本文所做工作如下:1.本文设计的是手持式测试仪,测试仪供电电源是充电锂电池,为了延长电池的寿命,必须保证系统的低功耗,因此采用超低功耗单片机MSP430系列作为系统的控制芯片。并且在采样电路里增加了开关叁极管,通过叁极管开通和关断来控制采样电路,进一步降低了功耗。2.根据电容充放电原理,设计出测试硬件电路和应用软件。3.基于一种太阳能电池阵列数学模型,并结合实时测量的数据,对太阳能电池阵列特性曲线进行分析。并对任意条件下的电池阵列特性做出预估。该系统具有携带方便、测量精度高、功能全面、能够很好地反映太阳电池阵列的特性。
方玮[5]2007年在《基于ARM的便携式光伏阵列测试仪的研究》文中研究说明随着世界经济的发展以及不可再生能源的短缺,新能源的利用达到了前所未有的高度,其中尤以太阳能利用最为广泛。随着太阳能电站的增多,为合理配置太阳能电站的电池阵列,提高发电效率,需要对太阳电池阵列的特性进行现场测试并做出分析。本文在前人已有的研究基础上,采用了一种电容充电动态测量的测试方法,既通过对电容充电,采用高速AD对充电过程中的电压、电流进行采样从而得到相关的数据,通过对数据的分析来获得太阳电池阵列的特性。系统采用了现在很流行的嵌入式处理器ARM系列作为核心的控制器件,并提出了手持式仪器的创新概念,引入了方便直观的人际交互方式。完成了以下具体工作:1.根据太阳电池的特性测量原理设计出合适的测试硬件电路和应用软件;2.选用了实用的太阳电池阵列数学模型,对太阳电池阵列的特性曲线进行液晶显示。3.编写了监控软件,以数字和图形相结合的方式来描述电池阵列的光伏特性。4.通过在一定条件(温度、日照强度)下测量的数据,对任意条件下的电池阵列特性做出预估。试验结果表明,测试系统携带方便,测量精度较高,功能全面,能够很好地反映太阳电池阵列的光伏特性。
瞿晓丽[6]2009年在《光伏阵列I-V特性曲线测试设备研究》文中研究表明光伏阵列是光伏系统的重要组成部分,它决定了光伏系统的发电量,同时也是光伏系统成本的主要部分。因此合理配置光伏阵列,提高光伏阵列的利用效率一直是光伏系统设计的研究重点,也是降低光伏系统发电成本的重要措施。本文采用了可变电子负载现场测试方法,设计并研制出基于Philips公司的LPC2214的光伏阵列测试仪样机。本文主要工作及创新在于:1.在基于LPC2214测试控制部分的硬件电路设计中,为电压和电流的采样各设置了四路不同量程的采样通道。采样时系统自动选择最合适的量程,提高电压和电流大范围测量时的精度;2.通过对系统进行一次预采样来确定光伏阵列的开路电压和短路电流。预采样的方法只需要使可变电子负载完成一次由阻值为零到阻值为无穷大的操作;3.对测试得到的数据首先将电压值进行从小到大的升序重组,其对应的电流值采用lagrange中值法对进行数字滤波处理,从而消除由于偶然出现的脉冲性干扰所引起的采样值偏差;4.对辅助电源、测试控制电路和液晶显示进行了一体化的设计,使光伏阵列特性的测量和显示可以在本测试仪上一次完成;5.本测试仪样机可以利用光伏阵列的数学模型以及测量的实时数据对光伏阵列的特性曲线进行预估和分析。通过对光伏阵列进行实际测量,得到的实验结果表明:该样机测试系统运行稳定、携带方便、测量精度较高、一次完整的测试只需14ms左右,测试速度快,并且测量得到的伏安特性可以在液晶上直接以曲线的形式显示,使测得的阵列特性更为直观,能满足工程应用的需要。
李二帅[7]2012年在《光伏电池阵列特性测试系统研究》文中提出随着社会经济发展,太阳能等可再生能源将替代常规能源,成为保护地球生态环境的清洁能源。太阳能电池是光伏发电系统的重要组成部分,与系统的工作效率和发电量有密切关系,提高太阳能电池的能量转换效率可以增加太阳能的利用率。由于实际应用中存在一些因素会对太阳能电池的特性产生影响,因此,在配置光伏电池阵列时,需要对其特性进行测试,选择满足要求的电池阵列,提高光伏发电系统的工作效率。本文通过分析光伏电池阵列的伏安特性和测试要求,设计了测试系统,论述了系统总体结构,并对系统测试原理进行了研究,简要分析了系统主要部分的功能。通过研究太阳能电池的相关特性,建立其数学模型,并确定了测试条件下伏安特性的计算方法。通过对几种常用的太阳能电池特性测试方法进行分析比较,选择动态电容充电测试法作为系统的测试方法。根据系统整体方案和动态电容充电测试方法,按照系统硬件部分的功能和结构,设计了系统主要部分电路,并对电路功能进行了详细论述。系统选择TMS320F2806DSP芯片作为控制单元,实现对系统的整体控制。通过参数计算和器件选型,主要设计了系统硬件部分的充放电电路、数据采样电路、IGBT(?)区动电路以及显示电路等,并对系统保护方法进行了具体分析。针对系统硬件电路的功能及系统软件的设计要求,分析和设计了测试主程序、数据采样程序、数字滤波程序以及显示程序等系统软件的主要部分,并对各部分功能进行了简要论述。根据太阳能电池的数学模型和动态电容充电测试方法,建立系统的MATLAB/Simulink仿真模型,对系统进行仿真,得出测试条件下光伏电池阵列输出的伏安特性曲线。通过对实验测试结果与仿真结果进行对比,表明测试方法的准确性和系统的可行性。
苏建徽[8]2003年在《光伏水泵系统及其控制的研究》文中研究说明光伏水泵系统是直接利用太阳电池光生伏打效应发电，之后通过一系列电力电子、电机、水机等控制及执行环节从而在江河湖泊或深井中实现提水的系统，该系统是光、机、电、控制技术等多学科交叉、结合的体现。随着太阳电池及电力电子技术的不断进步，全球光伏水泵的技术及应用也突飞猛进地在发展。本文着重在光伏水泵系统的构成、驱动方式、太阳电池阵列的最大功率跟踪、群控及优化控制、系统仿真等方面做了较为详细的理论分析和实验研究，并对光伏水泵系统的应用及今后拟进一步研究发展的方向作出了总结和展望。本文主要的研究内容如下： 1． 分析并比较了各种类型光伏水泵系统的结构、性能和特点。 2． 新型高效光伏水泵用驱动电机的控制研究。研究了适于直流、无刷、永磁、无位置传感器电机转子位置的检测方法；采用单片机实现了该种电机的运行控制，提高了系统在PWM调制时位置检测换相控制过程的抗干扰能力。 3．研究了直流无刷电机驱动之光伏水泵系统中最大功率跟踪过程的控制方式，探讨了系统运行的稳定性并采用单片机实现了经优化的最大功率跟踪控制。 4．研究了交流变频电机驱动之光伏水泵系统的拓朴结构、控制策略和方法，发展了SPWM变频控制的幅值补偿方法，产业化地实现了CVT和TMPPT控制以及系统必备的各种保护功能，进行了系统的稳定性分析。 5．提出了光伏水泵系统的群控概念及其相应的拓朴结构，研究了相应的优化控制策略，设计并实现了现场总线通讯技术，进一步提高了群控系统的灵活性及提水效率。 6．提出了光伏水泵系统的仿真方法、相应的程序及研究结果，对于不同光伏水泵系统的合理配置和优化运行具有良好的参考及指导作用。 7．研究了光伏水泵系统的多种智能保护措施并予实现，其中含井水打干自动识别保护系统；低速、过载、欠压保护系统；防雷保护系统等。
朱小强, 杜燕, 苏建徽, 张国荣[9]2004年在《太阳电池阵列光伏特性测试的研究和应用》文中研究说明为了更加有效利用太阳电池阵列,对太阳电池阵列特性有全面了解是很必要的。本文介绍了一种测试太阳电池阵列特性的方法:在当前温度、日照强度下测得电池阵列有关特性数据后,根据工程应用太阳电池数学模型,在己得数据的基础上对电池阵列在新的温度日照条件下进行阵列特性预占、反推,可以得到各种条件下的太阳电池阵列特性。最后给出试验结果并加以分析,结果表明预估误差在工程应用要求精度范围之内。
戴聿雯[10]2007年在《光伏阵列输出特性研究及预估分析》文中研究说明太阳能被公认为是最有发展前途的新能源之一。太阳能的直接利用主要有叁种方式:光电转换、光化学转换和光热转换。光电转换,即光伏技术是其中非常有发展前途的一种技术。本文研究并设计了一种数字式光伏阵列现场测试系统。它以硅型太阳能电池的数学模型为基础,采用新近发展的软件和相应的电力电子技术,将仿真、计算机、电力电子技术融为一体,是新型的测试系统。为了进一步验证工程用I-V数学模型的实用性和准确性,本文对选用的数学模型进行了MATLAB/Simulink仿真,并通过仿真图形分析初步证明了该数学模型的可行性。另外,本文还设计了基于DSP(TMS320F2806)的光伏阵列测试仪器,从主电路拓扑结构、采样电路、IGBT驱动、DSP控制电路等方面详细地介绍了系统硬件组成,并给出了系统软件设计的结构和流程。实验表明,该测试系统的设计是成功的。它可模拟并测试在各种不同日照强度、环境温度下太阳能电池阵列的特性和I-V、P-V曲线。使用该测试系统可以方便地引导研究人员、系统调试人员如何着手去分析、提高系统的性能,以使系统工作于最佳状态。
参考文献：
[1]. 太阳电池阵列特性现场测试设备研究[D]. 彭凯. 合肥工业大学. 2007
[2]. 太阳电池阵列的工作特性测试与预估研究[D]. 杜燕. 合肥工业大学. 2004
[3]. 光伏阵列测试方法的研究及实现[D]. 朱小强. 合肥工业大学. 2005
[4]. 基于MSP430的光伏阵列测试仪的研究[D]. 宗桂林. 合肥工业大学. 2007
[5]. 基于ARM的便携式光伏阵列测试仪的研究[D]. 方玮. 合肥工业大学. 2007
[6]. 光伏阵列I-V特性曲线测试设备研究[D]. 瞿晓丽. 合肥工业大学. 2009
[7]. 光伏电池阵列特性测试系统研究[D]. 李二帅. 长春工业大学. 2012
[8]. 光伏水泵系统及其控制的研究[D]. 苏建徽. 合肥工业大学. 2003
[9]. 太阳电池阵列光伏特性测试的研究和应用[C]. 朱小强, 杜燕, 苏建徽, 张国荣. 第八届全国光伏会议暨中日光伏论坛论文集. 2004
[10]. 光伏阵列输出特性研究及预估分析[D]. 戴聿雯. 合肥工业大学. 2007
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