工业电子中的数字功率跟随技术在风光互补发电系统中的应用
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资源说明:节约能源,保护环境已经成为人类可持续发展的必要条件。人们的注意力正转向再生能源的利用和开发。其中,太阳能发电已成为近些年研究的热点。但其发电效率较低成为制约发展的重要因素。目前,最大功率跟踪(MPPT)技术是提高发电效率的有效途径之一。近些年,随着电子技术和硅材料研究的不断进步,促进了对风能、太阳能的开发利用,市场前景相当广阔。在此前提下,研制了智能化、模块化、一体化的新一代风、光互补综合电源系统。   1 风光互补发电系统   风、光互补电源系统主要有风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组和电源综合控制柜组成。其设计理念是利用太阳能电池板和风力发电机双发电系统对蓄电池组(48V)充电,再把直 【工业电子中的数字功率跟随技术在风光互补发电系统中的应用】 随着全球对可持续发展和环保的重视,可再生能源的利用成为研究焦点。太阳能发电作为其中一种重要的清洁能源,虽然备受关注,但其发电效率低的问题限制了其大规模应用。为解决这一问题,最大功率跟踪(MPPT)技术被广泛采用,通过优化太阳能电池板的工作状态,提高能量转换效率。 风光互补发电系统结合了风能和太阳能,构建了一个智能化、模块化和一体化的电源系统。系统主要由风力发电机、太阳能电池板、蓄电池组和电源综合控制柜组成。太阳能电池板和风力发电机协同工作,为蓄电池组充电,再将直流电逆变成我们日常生活所需的交流电。然而,由于风能和太阳能的不稳定性,直接充电会导致蓄电池寿命缩短,且不能充分利用能源。 为了解决这个问题,引入了基于ATMEGA8单片机的数字功率跟随技术。ATMEGA8是一款高性能、低功耗的8位微处理器,具备强大的处理能力和实时操作能力。它通过霍尔电流传感器监测充电电流,经过A/D转换后,通过CPU进行数字PI调节,通过PWM输出控制充电机的电压,实现恒流充电。同时,数字功率跟随技术根据风力发电机输入电压的实时变化,调整负载大小,确保充电机在不同功率条件下仍能稳定工作,避免因风速过大或过小导致的设备损伤或效率低下。 软件设计方面,采用AVR单片机的专用汇编语言进行编程,采用模块化设计,包括模拟量的数字采集、中值滤波、数字比较和PWM输出等功能。程序流程中,电流环和电压环通过数字比较构成简单的PI调节,以实现精确控制。 数字功率跟随技术在风光互补发电系统中的应用显著提升了系统稳定性和效率,降低了对蓄电池的损害,同时更高效地利用了风能和太阳能资源。随着电子技术的不断发展,这种技术将在未来的可再生能源领域中发挥更大的作用,推动绿色能源的发展和普及。
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