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研究生： 謝宏燦
Hung-Tsan Hsieh
論文名稱： 基於DSP控制之獨立型太陽能供電系統
Study and Implementation of a DSP-Based Stand-Alone Photovoltaic System
指導教授： 羅有綱
Yu-Kang Lo
邱煌仁
Huang-Jen Chiu
口試委員: 劉益華
Yi-Hua Liu
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年： 2009
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 106
中文關鍵詞： 替代能源 、獨立型太陽能供電系統 、最大功率追蹤 、單相全橋換流器 、增量電導法 、電池充放電電路
外文關鍵詞： Stand-alone Photovoltaic Power Supply System, Alternative Energy Sources, Maximum Power Point Tracking, Single-phase Full-bridge Inverter, Incremental Conductance Method, Battery Charging/discharging Circuit
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    • 由於近年來能源短缺的問題，各國已經開始重視替代能源的發展，而太陽光電能具環保且容易取得的優點，使得科技業積極地開發更高效能的太陽能電池以及太陽能相關產品。
    本論文個別設計太陽能地最大功率追蹤器、單相全橋換流器與蓄電池的充放電電路，並整合起來完成獨立型的太陽能供電系統。所使用的最大功率追蹤演算法為增量電導法，比起擾動觀察法有更佳的準確度。利用單相全橋換流器可以將最大功率追蹤器的輸出直流電轉換成110Vrms、60Hz的正弦波交流電，可供給一般的家電產品使用。而電池的充放電電路則可以調節太陽能供電系統的能量平衡。經由實作電路的實驗數據與波形，可以證明太陽能供電系統在啟動蓄電池充放電電路調節系統能量時，最大功率追蹤器依然可以正常動作，且換流器輸出依然可維持在110Vrms交流電，達到供電系統之穩定。

    Due to problem of energy shortages in recent yeats. Countries have begun to attach importance to the issue of alternative energy sources. The solar photovoltaic energy have advantages of environmental protection and easy access, making the industry develop higher performance of solar cells and solar related products.
    In this paper. It desing the maximum power tracking of solar energy, and single-phase full-bridge inverter and the battery charge and discharge circuit, and combination of a stand-along photovoltaic system. Using the maximum power tracking algorithm for the incremental conductance method, compared to the disturbance observation better accuracy. The single-phase full-bridge inverter can use the output DC power of maiximum power tracker, and convert to AC 110Vrms, 60Hz sine wave power to household electrical production. The battery charge-discharge circuit can adjust the energy balance of the photovoltaic system. Through the data and waveform of experiment. It can prove the maximum power tracking can still action at battery chare-discharge circuit is action in the photovoltaic system, and the inverter output is still maintained at 110Vrms AC power and system can keep stability.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖表索引 VII 符號索引 XI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 系統架構 1 1.3 論文內容大綱 3 第二章 太陽能供電系統之簡介 4 2.1 前言 4 2.2 太陽能電池介紹 4 2.2.1 太陽能電池原理 4 2.2.2 太陽能電池種類 6 2.2.3 太陽能電池電氣特性 9 2.3 太陽能供電系統運轉型態介紹 12 2.3.1 獨立運轉型 13 2.3.2 併聯運轉型 13 2.4 獨立型太陽能供電系統之規劃 15 第三章 太陽能最大功率追蹤器 17 3.1 前言 17 3.2 最大功率追蹤技術 17 3.2.1 擾動觀察法 17 3.2.2 增量電導法 19 3.2.3 三點權位比較法 21 3.3 最大功率追蹤器架構之介紹 24 3.3.1 升壓型轉換器架構說明 24 3.3.2 升壓型轉換器電路分析 25 3.4 最大功率追蹤器軟體設計 28 3.4.1 微控制器dsPIC30F4012之介紹 29 3.4.2 dsPIC30F4012程式規劃與設計 30 第四章 全橋式換流器之原理與設計 32 4.1 前言 32 4.2 換流器架構之介紹 32 4.2.1 單相半橋式換流器 32 4.2.2 單相全橋式換流器 33 4.2 正弦波脈波寬度調變 34 4.3 換流器LC輸出濾波器設計[17] 40 4.4 換流器電壓回授控制器設計 42 4.4.1 換流器之頻率響應分析 42 4.4.2 回授控制器之設計 43 4.4.3 數位化回授控制器設計 45 4.5 換流器軟體規劃與設計 47 4.5.1 數位訊號處理器介紹 47 4.5.2 TMS320LF2407程式規劃與設計 49 第五章 獨立型太陽能供電系統設計與分析 50 5.1 前言 50 5.2 太陽能供電系統運作動作分析 50 5.2 鉛酸電池之介紹 56 5.2.1 鉛酸電池特性 56 5.2.2 鉛酸電池估測方式 58 5.2.3 鉛酸電池充電方式 60 5.3 蓄電池充放電電路設計分析 62 5.3.1 放電電路設計 62 5.3.2 充電電路設計 64 5.3.2 供電系統充放電策略設計 66 第六章 實驗結果 70 6.1 最大功率追蹤器實測 70 6.2 單相全橋換流器實測 72 6.3 電池充放電電路實測 75 6.4 太陽能供電系統實測 77 第七章 結論與未來研究方向 86 7.1 結論 86 7.2 未來研究方向 87 參考文獻 88

    [1] T. Esram and P. L. Chapman, “Comparison of Photovoltaic Array Maximum Power Point Tracking Techniques,” IEEE Trans. Energy Conversion, vol. 22, no. 2, pp. 439-449, June 2007.
    [2] Y. Jung, J. So, G. Yu, and J. Choi, “Improved Perturbation and Observation Method (IP&O) of MPPT Control for Photovoltaic Power Systems,” IEEE Photovoltaic Specialists Conf., pp. 1788-1791, Jan. 2005.
    [3] J. H. Lee, H. S. Bae, and B. H. Cho, “Advanced Incremental Conductance MPPT Algorithm with a Variable Step Size,” 12th International Power Electronics and Motion Control Conference, pp. 603-607, 2006.
    [4] Y. T. Hsiao and C. H. Chen, “Maximum Power Tracking for Photovoltaic Power System,” 37th IAS Annual Meeting, vol. 2, pp. 1035-1040, Oct. 2002.
    [5] C. Y. Won, D. H. Kim, S. C. Kim, W. S. Kim, and H. S. Kim, “A New Maximum Power Point Tracker of Photovoltaic Arrays Using Fuzzy Controller,” Proceedings of the IEEE Power Electrics Specialists Conf., vol. 1, pp. 396-403, June 1994.
    [6] Y. Yusof, S. H. Sayuti, M. A. Latif, and M. Z. C. Wanik, “Modeling and Simulation of Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic System,” IEEE PECon’04, pp. 88-93, 2004.
    [7] N. Mutoh, M. Ohno, and T. Inoue, “A Method for MPPT Control while Searching for Parameters Corresponding to Weather Conditions for PV Generation Systems,” IEEE Trans. Industrial Electronics, vol. 53, no. 4, pp. 1055-1065, 2006.

    [8] T. Noguchi, S. Togashi, and R. Nakamoto, “Short Current Pulse Based Maximum Power Point Tracking Method for Multiple Photovoltaic and Converter Module System,” IEEE Trans. Aerospace and Electronic Systems, vol. 49, no. 1, pp. 217-223, 2002.
    [9] A. I. Pressman, “Switching Power Supply Design,” McGraw-Hill, Inc., 1998.
    [10] 梁適安，「交換式電源供給器之理論與實務設計」，全華科技圖書，2006。
    [11] R. C. Cope and Y. Podrazhansky, “The Art of Battery Charging,” in Proc. 14th Annu. Battery Conf. Appl. Advances, pp. 233-235, Jan. 1999.
    [12] 李天鵬，「市電與太陽能電池直流並聯供電系統」，國立台灣科技大學電子工程系碩士論文，民國九十六年。
    [13] 曾百由，「dsPIC數位訊號控制器原理與應用」，宏友圖書開發股份有限公司，2006。
    [14] Datasheet of dsPIC30F4012，Microchip Technology，2008。
    [15] N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, “Power Electronics,” John Wiley & Sons, Inc., 2003.
    [16] Ali Emadi, Abdolhosein Nasiri, and Stoyan B. Bekiarov, Uninterruptible Power Supplies and Active Filters, CRC press, Boca Raton, 2004.
    [17] 魏榮志，「基於DSP控制之1kW休旅車用換流器研製」，國立台灣科技大學電子工程系碩士論文，民國九十六年。
    [18] Katsuhiko Ogata, Discrete-Time Control Systems, 2nd ed., Prentice-Hill, New Jersey, 1995.
    [19] Sanjit K. Mitra, Digital Singal Processing, A Computer-Based Approach, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, 2002
    [20] Datasheet of TMS320LF2407A, Texas Instruments, Aug. 2005.
    [21] 林容益，「TMS320LF240x組合語言及C語言多功能控制應用」，全華科技圖書，2005。

    [22] 董勝源，「DSP TMS320LF2407與C語言控制實習」，長高科技圖書，2004。
    [23] P. Sabine, P. Marin, and A. Jossen, “Methods for State of Charge Determination and Their Applications,” J. Power Sources, vol. 96, no. 1, pp. 113-120, June 2001.

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