基于STM32的单相光伏逆变器的设计_软件部分
如今，能源问题越来越严重，能源的不断枯竭，现存的化石能源是有限的，根据现今的能源消耗速度来推算，石油和天然气也仅仅能够使用50-60年，煤炭也仅仅能够使用200年左右。同时，化石燃料的燃烧产生大量的污染物和温室气体，给环境造成大量的污染，地球也不断的升温，北极冰川不断在融化，据估计2050年左右北极的夏天将不再有冰川。届时，北极大量的生物如北极熊都面临着灭绝的险地。所以，利用太阳能发电，将成为这个未来发电市场的主流，将光伏板产生的直流转化为可直接利用或者存储的通用直流的光伏逆变器是光伏发电的核心系统和关键技术。光伏逆变器效率的提高对降低发电成本、提高能源利用率具有重大作用。 本论文采用STM32f103vet6作为控制芯片，以光伏逆变器的软件控制位主要研究对象，主要讨论了最大功率点跟踪（MPPT）的各类优化技术，孤岛效应检测，以及人际交互的设计，各种工作模式的设计，对各个模块进行调试，验证了本方案的可行性。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:光伏变换系统,变压器设计,MPPT,STM32F103VET6
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 课题研究内容 3
2 光伏发点系统的分类 3
2.1 独立型的光伏发电系统 4
2.2 并网型的光伏发电系统 5
2.3 互补型的光伏发电系统 6
3 最大功率点跟踪以及孤岛检测技术 7
3.1 MPPT基本原理 7
3.2 MPPT的基本方法 10
3.3 孤岛效应的定义及其危害 14
3.4 孤岛效应分析 16
3.5 孤岛检测方法 17
3.6 孤岛仿真 19
4 嵌入式软件的设计 21
4.1 软件的基本构建 22
4.2 软件设计 23
4.3 STM32模块介绍及子程序设计 25
5 整机测试实验 29
5 实验过程 33
5.1 结果分析 35
结论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
附录 41
1 绪论
1．1 课题背景及其意义
据统计，世界每年将消耗130万吨的标准煤的能源，其中作为化石能源的煤炭，石油，天然气在整个能源消耗的结构中占到86%左右，大部分的电能生产也依赖于化石能源。同时，现今科技的不断发展和进步，能源的消耗也与日俱增，每年都在按一个很大的比例增长，按照这样的速度来推算，化石能源仅仅能够使用大约170年，其中石油能够使用40年，天然气大约能够使用60年，占化石能源多数的煤炭也仅仅能够使用220年左右。世界化石能源的结构以煤为主，继生产力水平大力提升以后，煤炭的大量使用推动了科技的进步，同时出现了酸雨，臭氧层的破坏，温室气体的排放的危害，这些都是整个化石能源所造成污染的主要表现方式。在众多的欠发达国家，城市的污染已经变得越来越严重，即使在发的欧盟国家也出现了空气的污染，造成了酸雨的出现，酸雨改变了湖泊酸碱性，严重威胁到以湖水为生的鱼类的生存，酸雨带来的经济损失每年高达几十亿美元。其中，我国以石油，煤炭为主的能源机构也造成了严重的污染，发展工业过程中，排放的二氧化碳和二氧化硫站世界前列，二氧化碳的大量排放，导致了全球变暖，冰川融化速度加快，影响了大量寒带生物的生活。1997年《京都议定书》的提出，包含中国的大多数国家相继表示支持，但是作为能源大国的美国在签署后于2001年3月退出，拒绝履行相关约定，2011年12月，加拿大成为继美国后第二个宣布退出本公约的国家。这让整个国际社会对减少温室气体排放，减轻温室效应的斗争更是难上加难。
当石油资源枯竭时，经济和科学的发展也会变得缓慢，越来越多的国家关注清洁能源的使用，太阳能作为人类最原始的能源，是太阳对于人类的无私馈赠，可利用的前景较好，作为一种无污染的能源，越来越受到人类的关注。
目前，据世界权威机构的预测，到本世纪50年代，可再生能源的利用比例大于是50%，太阳能占整个能源的利用比例大约达到13%〜15%。它将成为21世纪世界能源发展的主题，对光伏发电的研究和设计具有巨大的价值。
1.2 国内外发展
1.1.1 国外光伏发电技术发展现状
现今科技能力强的西方国家在太阳能发电产业的研究较为成熟，这些国家有美国，德国，亚洲的日本在太阳能产业的发展也较为先进，以下将主要介绍以上三个国家的光伏产业的发展。
作为最先提出光伏发电技术的美国，在光伏发电领域一直遥遥领先。1930年，兰格首先提出利用“光伏效应”制造太阳能电池，将太阳能转化为电能。1954年，在享誉世界的Bell Laboratories，恰宾和皮尔松首先做出了世界上第一个光伏电池。2008年美国新增的光伏发电系统装机量排名世界第二。2010年4月3日，美国能源部推出了“阳光”计划，旨在将光伏发电系统的成本减少，到2020年，电价达到每度6美分。2012年美国光伏发电总量将达到186万千瓦，是2011年的两倍多。光伏产业的快速增长，与光伏组件价格的下跌和政府的补贴息息相关。
德国作为对光伏产业最支持的国家，其太阳能电池消耗接近全世界的一般，光伏产业发展最为迅速。2010年，德国的光伏发电总量为4GW,2011快速增长至10GW，2012年的年发电量更是达到了7.5GW。但是，由于光伏产业的发展过于迅速，导致了光伏产业的产能过剩，申请破产的有一系列老牌的光伏企业，包括GeckoGroup、solon、和Systaic等，其中solon是德国光伏第一家上市公司。
在2004年之前，日本作为老牌研究光伏系统的国家，在该行业处于领先的地步。但是，自2005年开始，日本取消了“天窗计划”，产能趋势有所下降。2009年以后，日本又开始推出“太阳能屋顶补贴计划”，光伏产业的发展又呈现了新的面貌，但是由于2005-2008年之间政府的消极政策，导致了日本的光伏发电技术普遍落后于以德国为首的欧洲国家，它的太阳能电池的价格也同样偏贵。
1.2.2 我国光伏发电技术发展现状
中国的太阳能资源极其丰富，年总辐射量在917-2333kw.h/平方米之间，一半以上的国土资源年光照在2200小时以上，具有很大的光伏发展前景。
我国光伏产业开始于上世纪80年代，到90年代中后期，我国光伏产业才刚刚有所发展。
2008年我国光伏板的产量已达到世界光伏板总产量的
浙江省电力公司在2007推出的太阳能光伏电站项目，项目投资2300万。该项目利用光电效应的半导体太阳能光伏板，把太阳能转化为电能，具有电能互补的优势，充分利用就地供电，发电，调峰的作用，具有较为优惠的价格。该项目的成功运行，将为浙江省电力公司设计，加工，安装，调试，操作和维护以及对配电网的安全可靠运行与维护提供了深入的研究和分析，为大型太阳能发电站的应用，积累了丰富的经验。与同样发电量的火力电厂比较，太阳能光伏系统的供电具有零排放的特点，年均可减少150吨温室气体的排放。
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/zdh/3512.html
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