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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳佰祿
研究生(外文):Wu, Pailu
論文名稱:直流微電網之10kW太陽能多模組最大功率追蹤器研製
論文名稱(外文):Design and Implementation of 10kW Multiple Maximum Power Point Trackers for Solar Energy In DC Micro-Grid
指導教授:張淵智張淵智引用關係吳財福
指導教授(外文):Chang, YuanchihWu, Tsaifu
口試委員:張淵智吳財福林伯仁梁適安
口試委員(外文):Chang, YuanchihWu, TsaifuLin, pojenLiang, Shihan
口試日期:2012-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:最大功率追蹤器
外文關鍵詞:MPPT
相關次數:
  • 被引用被引用:1
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本論文主要研製可應付大範圍輸入電壓並應用於直流微電網之多模組可並聯式最大功率追蹤器,其基本結構為結合型轉換器依電壓可分為昇壓型(Boost)和降壓型(Buck)轉換器。本追蹤器之控制器採用微處理器Renesas RX62T Group PLQP0112JA-A,而最大功率追蹤控制法則是採用擾動與觀察法。本論文將針對太陽能最大功率追蹤器相關資料做介紹,並詳述論文中所使用的硬體電路架構及軟體之流程。最後實際製作3.3kW/set三組並聯之最大功率追蹤器來驗證此電路的可行性。經過測試結果得知其轉換效率最高可達98.4%,最大功率點追蹤準確率在99%以上,可應付大範圍輸入電壓,並可確實達到最大功率點追蹤。
This thesis presents design and implementation of multiple maximum power point trackers (MPPTs) for solar energy in DC micro-grid system, which can be applied to a wide range of input voltage. The converter topology is formed with boost converter and buck converter to accommodate wide input voltages. The system is controlled by microprocessor Renesas RX62T Group PLQP0112JA-A. Its control algorithm is based on the "perturbation and observation method" to track maximum power points. This thesis will introduce the hardware configuration and software processes of the maximum power point tracker. Finally, three sets of the MPPTs connected in parallel (3.3 kW/set) have been implemented to verify the performance. According to the experimental results, the conversion efficiency can reach 98.4%, and the maximum power tracking accuracy can reach above 99%. The system can accommodate a wide range of input voltage and achieve the maximum power point tracking, which verifies its feasibility.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 ix

第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 論文大綱 3
第二章太陽能發電系統與最大功率追蹤控制法則 4
2.1 太陽能發電系統 4
2.1.1 獨立型(Stand-alone Connected)供電系統 4
2.1.2 市電併聯型 (Grid-connected) 發電系統 5
2.1.3 混合輸入之直流微電網系統 7
2.2 最大功率追蹤控制法則 8
2.2.1 電壓回授法 8
2.2.2 增量電導法 9
2.2.3 實際測量法 10
2.2.4 直線近似法 10
2.2.5 擾動觀察法 11
第三章系統架構 13
3.1 系統架構 13
3.1.1 電路結構 14
3.1.2 動作原理 15
3.2周邊電路 18
3.2.1 電壓偵測電路 18
3.2.2 電流偵測電路 20
3.2.3 開關驅動電路 21
3.2.4保護電路 22
3.2.5周邊輔助電源 24
3.2.6預充電路 25
第四章 軟體規劃 27
4.1 微處理器介紹 27
4.2 主程式流程 32
4.3 預充程式流程 34
4.4 PWM中斷副程式流程 37
4.5 模組插拔偵測流程 39
4.6 模組連接狀態偵測流程 40
4.7 均流控制流程 43
4.8 擾動觀察法控制流程 44
第五章 系統實測 47
5.1 電氣規格 47
5.2 硬體實測波形 48
5.2.1升壓實測波形 49
5.2.2降壓實測波形 51
5.3 轉態實測波形 52
5.4 模組拔插偵測 54
5.5 均流測試波型 55
5.6 模組並聯測試波形 56
5.7 太陽能光電板實測相關波形 58
5.7.1 太陽能光電板實接測試波形 58
5.7.2 太陽能光電板遮蔭測試 60
5.8 電路效率分析 62
5.8.1 元件損耗估算 62
5.8.2 轉換效率及最大功率點準確率 63
5.9 電路熱源分佈 65
第六章 結論及未來研究方向 66
6.1 結論 66
6.2 未來研究方向 66
參考文獻 68
[1]Femia, Petrone, Spagnuolo, and Massimo Vitelli, “Optimization of Perturb and Observe Maximum Power Point Tracking Method,” IEEE Trans. Power Electronics, vol. 20, no. 4, July 2005.
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[7]吳財福、陳裕愷、張健軒,太陽光電能供電與照明系統綜論第二版。全華圖書,2007。
[8]EPARC ,電力電子綜論初版。全華圖書,2007。
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[14]蔡文傑,太陽能系統最大功率追蹤器之調變型擾動觀察法研製,國立中正大學電機工程研究所碩士論文,民國99年。
[15]蔡昆樺,太陽能光電板之多模組最大功率追蹤器研製,國立中正大學電機工程研究所碩士論文,民國100年。
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[20]APOS Series AP-200 Manufacturers, APOS.
[21]UC3843 Datasheet, STMicroelectronics, 1998.
[22]TLP350 Datasheet, TOSHIBA, 2007.
[23]RX62T Group Hardware Manual, RENESAS, 2010.
[24]瑞薩電子,http://tw.renesas.com

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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