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基于CAN总线的太阳能发电系统控制器的研制

作　者: 李亮
导　师: 黄钉劲
学　校: 西安工业大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: CAN总线太阳能光伏发电控制器模块化
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 246次
引　用: 2次
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内容摘要

由于煤炭、石油、天然气等传统能源的短缺,以及全球气候的变化,发展以太阳能、风能为代表的新能源已成必然趋势,光伏发电技术是世界各国广泛研究的热点问题。在太阳能光伏发电系统中,控制器是其核心部分,负责蓄电池的充放电控制以及系统的保护。原有的离网型太阳能光伏发电控制器大都采用的是单机控制模式,具有容量固定的缺陷。为满足各种容量太阳能发电系统的需求,控制器设计采用两级控制结构,主控模块集中控制功率模块,功率模块控制充放电回路,实现以模块化的方式扩充系统容量。由于CAN总线具有实时性高、节点数多的特点,选用了CAN总线作为系统信息传输的通道。论文主要包括以下五个方面的内容：1)制定了N+1冗余模式下的充电策略,根据梯度电压控制充电方阵投切,梯度电压自动适应充电方阵数量的变化。这种充电策略,使蓄电池的充电曲线更加平稳,延长了蓄电池的寿命,实现了对负载的良好供电。2)为实现主控模块和功率模块之间通过CAN总线进行数据交互,分析了CAN总线报文的结构、位定时以及CAN总线通信方式。结合CAN2.0B协议,制定了系统的数据通信协议。3)设计了以高性能AT90CAN128为主控芯片的硬件电路。充电和放电控制电路采用三极管驱动多组并联的MOSFET管,不仅提高了电路的可靠性,还起到了防止蓄电池反充的保护功能。双恒流源的3线式铂电阻温度补偿电路的设计,消除了引线带来的误差,使温度测量更加精准。4)在GCC平台下,设计了控制器的系统软件,实现了蓄电池的充放电控制、过充／过放保护、方阵和蓄电池的电压采集、充放电电流采集、CAN总线通信、温度补偿和数据显示等功能。5)以48V离网型太阳能发电系统对实验对象,对控制器样机的功能进行了测试。测试结果证明,控制器模块化的设计方案是可行的,对工程应用有一定的指导意义。

基于CAN总线的太阳能发电系统控制器的研制

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