中期报告-风光互补发电智能控制系统设计.doc

中 北 大 学 毕业设计中期报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院学科管理部：控制工程学科专 业：电气工程及其自动化 设 计 题 目：风光互补发电智能控制系统设计指导教师: 2015年 5月 15 日毕业设计中期报告学校中北大学专业电气工程及其自动化学生姓名班级11050442学号6设计题目风光互补发电智能控制系统设计本人在该设计中具体应完成的工作1、 阅读国内外文献资料，了解风光互补发电控制系统的主要环节。2、 熟悉MSP430F149的应用开发。3、 设计出控制器的主要硬件模块，包括单片机芯片、辅助电路、显示电路、通信接口电路、检测电路等。4、 监控蓄电池的充放电状态与温度来实现对整个系统储能的监控，并通过 PWM 输出波形调节 DC/DC 电路。5、 计算风力发电机和太阳能发电的最大功率输出，实现实时控制。6、 利用protues仿真软件对蓄电池充放电模块进行仿真，得出风力发电和光伏发电的输出波形，并分析仿真结果，找到最大功率点。1、简述毕业设计开始以来所做的具体工作和取得的进展（要详细内容）1、 通过指导老师的帮助和查阅大量资料，明确了课题研究背景和目的，了解了风光互补发电智能控制系统主要模块的设计方法和该领域的前沿知识。2、 根据查阅的资料与课题要求，分析课题需要解决的问题，并设计了拟采用的研究手段。 （一）风光互补发电系统的硬件设计中，为了实现智能化，为了保证蓄电池既不过充，也不过放，系统设置了蓄电池电压控制系统；由系统框图可以看出，风力发电与太阳能光电池板发电，共同给蓄电池供电（为直流）。此时风力发电机、太阳能电池板和蓄电池又共同为直流负载供电（风力发电机发出的电经过三相整流后便为直流）。微型单片机系统对蓄电池两端电压进行检测：若蓄电池过充，则使继电器1C动作，接通泄载电路，不再为蓄电池供电；若检测结果是蓄电池过放，则使继电器2C动作，断开负载电路，不再为负载供电，而给蓄电池充电。图1 风光互补发电原理图 本系统采用风光互补的形式给蓄电池充电，即利用风能和太阳能同时给蓄电池充电。太阳电池的正负极分别接于图示中的SP和SN,给蓄电池充电:风机三相输出接U, V, W，经整流后给蓄电池充电。通过对开关管Q3的PWM斩波控制，实现对太阳电池充电的控制;同时对开关管Q1和Q2进行PWM斩波控制，则可实现对风机充电的控制控制。控制芯片采用微芯公司生产的8位单片机PIC16F874。外围检测电路包括母线电压检测、母线电流检测、蓄电池温度检测等检测电路。 （二）单片机硬件模块设计单片机是一种高度集成的芯片，它的内容是一台完整的微型计算机。由于体积小，使得它在计算机外部设备，过程及工业控制设备等领域应用广泛。单片机是按工业标准设计的，所以它有很好的环境适应能力和抗干扰能力。有很好的可靠性。微机控制系统是整个设计的核心内容。它是整个系统安全运行的基本保证。另外本系统受应用环境的要求，本身就要求实现免维护。所以无论从硬件系统还是软件系统都要对系统有保护作用。例如在本系统硬件设计中有蓄电池电压控制，因为直流充电的蓄电池，要求电压控制在202428V之间，才能安全使用，不至于被烧坏。所以电压控制用来保证其既不过充又不过放；继电器工作要求是：在接受到指令后，要按指令要求来动作。而且一旦出错就要有报警显示。为了实现继电器正常工作，系统设有继电器动作检测，并对故障状态设有报警显示；为了保证整个系统工作的正常，执行动作正确，系统对ADC0809的转换也设有转换结果正确与否的检测，并在ADC0809不正常工作时报警显示；由于MSP430F149芯片执行EPROM内程序时，为保证程序在故障死机后，能使MSP430f149正常复位，系统又设有“看门狗”电路等等。整个系统是一个严密完整的智能化系统，使用起来方便。2、 目前存在问题，下一步的主要研究任务，具体设想与安排（要详细内容） （一）、目前存在的问题对MPPT控制技术还有些不懂的地方，对PWM控制波形输出不是很了解，软件编程上还欠缺很多。 （二）下一步的研究任务继续学习protues仿真软件，确定仿真参数，完成对充放电过程的仿真，针对MSP430F149的各个硬件模块编写程序进行控制，继续查阅相关文献和论文，对光伏发电和风力发电的最大功率点跟踪进一步深入了解，并设计出自己的策略。完成这些工作后，就开始撰写毕业设计论文，准备答辩。