臺灣博碩士論文加值系統

　　本文旨在製作太陽能發電系統。運用直流-直流昇壓型功率轉換器及最大功率追蹤策略，將兩組直流-直流功率轉換器並聯，可運用於不同輸出電壓之太陽能板。另使用擾動觀察法作為最大功率追蹤控制器，使太陽能電池達到最大功率控制。在市電側則採用單相全橋型直流-交流功率轉換器，利用單極性電壓切換技術，將直流電源轉換為固定電壓及固定頻率之單相輸出電流。本系統可回授負載側之電壓，調節負載側電壓，使電壓不受負載影響而變動。電流控制模式下，可提供穩定之單相電流與市電併網。
　　系統使用高性能、低成本之數位信號處理器TMS320F2812為控制核心，以完成實體製作。系統控制策略皆由軟體程式完成，不但可減少硬體成本，更可增加系統運作之可靠度及彈性。本文之太陽能發電系統已完成輸出為800W之供電測試，頻率為60Hz。其輸入的太陽能板直流電壓範圍為100~180V，輸出交流電壓有效值為110V，60Hz，整體效率為91%。此外與市電併網時，可提供有效實功率至電力網路，實驗結果驗證了本文之理論分析。

This thesis presents the development of a solar power generating system. The solar-cell system uses boosted dc-dc power converter and maximum power point tracking. They are designed to enhance conversion efficiency and achieve high power output. It can be applied to different solar-cell systems by different voltages with two parallel dc-dc converters. Using perturbation and observation method, a maximum power point tracking controller, the solar-cell can achieve maximum power control in accordance with illumination. The single phase full-bridge dc-ac converter uses unipolar voltage switching method on power grid side. It can convert dc-source to single-phase current output with constant voltage and constant frequency. This system can receive feedback voltage to adjust output voltage. It can keep output voltage constant under load is variation. In current mode, it can support stable single phase current and connect with power grid.
In this thesis, a high-performance, low-cost digital signal processor TMS320LF2812 is used to implement the system for reducing the circuit components and cost. A prototype of 800W hybrid power conversion system is developed. The system can feed proper power to the grid in grid-connected operation. While for stand-alone operation, the rated output voltage is 110V and the frequency is 60 Hz. The efficiency of the whole system in grid-connected operation reaches 91%. The range of solar-cell voltage is between 100~180V. Experimental results are given to verify the proposed system.

中文摘要 I
英文摘要 II
誌　　謝 III
目　　錄 IV
符號索引 VI
圖表索引 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機及目的 1
1.2 系統架構及功能 2
1.3 本文大綱 4
第二章 太陽能發電系統 5
2.1 前言 5
2.2 太陽能電池簡介 5
2.3 太陽能發電系統架構及控制 11
2.3.1 太陽能發電系統之最大功率追蹤控制 11
2.3.2 昇壓型直流-直流功率轉換器之數學模式 15
2.3.3 昇壓型直流-直流功率轉換器之並聯操作 18
2.4 結語 18
第三章 單相直流-交流功率轉換器控制與分析 20
3.1 前言 20
3.2 單相直流-交流功率轉換器 20
3.2.1 雙極性電壓切換控制 21
3.2.2 單極性電壓切換控制 21
3.3 電壓控制模式之獨立運轉 24
3.4 電流控制模式與市電併網控制 26
3.5 系統整合 27
3.6 結語 28
第四章 實體製作與實測結果 29
4.1 前言 29
4.2 硬體電路 29
4.2.1 數位信號處理器介面電路 30
4.2.2 電壓回授電路 32
4.2.3 電流回授電路 33
4.2.4 同步信號偵測電路 33
4.2.5 智慧型驅動模組電路 34
4.3 軟體規劃 35
4.3.1 系統主程式規劃 36
4.3.2 太陽能發電系統程式規劃 37
4.3.3 直流-交流功率轉換器之程式規劃 39
4.4 實測結果 42
4.5 結語 51
第五章 結論與未來研究方向 52
5.1 結論 52
5.2 未來研究方向 53
參考文獻 54
附錄A 系統規格與電路參數 57
附錄B 電壓諧波失真率(IEEE Std. 519-1992) 58
作者簡介 59

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