基于单片机的小功率逆变器的设计与实现

为了提高逆变器的整体性能,以STC12C5A60S单片机为核心,设计并实现了一个小功率逆变器。通过单片机直接产生脉宽调制波,控制功率开关器件组成的桥电路实现逆变。根据单片机对外部电位器上电压的采样值对输出电压的幅值进行控制,使得输出电压幅度可调。采用数/模电路结合设计,使得逆变器的体积大大减小。硬件上的功能模块化设计,使整个系统的检测性和操控性大大加强。该逆变器电路简单,工作稳定可靠,且易于升级,具有较大的推广应用价值。     

基于模糊控制的新型主动移相式孤岛检测方法

孤岛效应是光伏并网发电系统必须要解决的基本问题之一。针对传统主动移相式孤岛检测方法存在检测盲区及对输出电能质量影响较大的问题,通过分析传统方法中参数与检测盲区的关系,并基于模糊控制,提出了一种新型主动移相式孤岛检测方法。根据孤岛发生时公共耦合点电压频率的变化情况,对改进方法中的参数k进行自适应调整。基于Matlab/Simulink的仿真结果验证了该方法不仅能准确快速地检测出孤岛,而且进一步减小了检测盲区,同时也减小了扰动对电能质量的影响。逆变器输出电流畸变相对于传统方法降低了0.48%。     

基于滤波反步法的光伏并网系统设计与仿真

光伏并网系统采用LCL型滤波时,系统的数学模型阶数较高,采用常规反步法设计会面临着对多个虚拟控制量逐步求导的问题,这样不仅会使计算过程繁琐,而且求导会加大测量噪声的影响,导致电流误差和输出电流的谐波增大。为解决上述问题,文章设计了一种基于滤波反步法的光伏并网系统,该方法结合李雅普诺夫稳定性理论并通过滤波器实现求导过程,显著减小了测量噪声的影响。理论分析和仿真结果表明:该方法的电流误差和输出电流的总谐波失真度(THD)小,实现了较好的并网同步效果,有较好的实用价值。     

遗传模拟退火算法和混沌系统的图像加密方法

由于部分图像加密方法采用传统的置乱算法及低维混沌系统,从而会出现密钥空间较小、复杂度低等问题,导致算法易被选择明文攻击。因此,提出了一种结合遗传模拟退火算法与高维混沌系统的新型彩色图像加密算法,以获得更强的安全性能。首先使用遗传算法的选择、交叉操作来对明文图像进行处理; 然后利用模拟退火算法生成的最优序列对图像进行置乱。通过这三个操作可以使置乱图像的直方图达到均衡,从而可以抵抗统计攻击。为了增强图像各层的关联性,利用彩色图像交互的方法对置乱图像进行交互式变异操作。与传统的“置乱-扩散”加密框架相比,该方法不仅可以增加加密系统的复杂度,而且可以增强加密算法对明文图像的敏感性。实验结果和性能分析表明,所设计的加密方法具有大密钥空间、高安全性和对明文图像的高敏感性,可以抵抗常见的密码分析学攻击。     

光伏微网逆变器的数字前馈PI控制方法

首先介绍光伏微网逆变器的电路模型及其工作原理,并对电路模型进行简化分析,得到微网逆变器的信号矢量关系,然后通过数学分析,研究和探讨了数字前馈PI控制方法的递推算法,最后基于Matlab平台建立其仿真模型,将数字前馈PI控制方法与滞环控制方法进行对比仿真研究。通过仿真,对两种方法的控制误差、总谐波失真度两个指标进行考察,实验结果表明,在控制误差相同的情况下,光伏微网逆变器的数字前馈PI控制方法的总谐波失真度远小于滞环控制方法,表明数字前馈PI控制方法具有更好的输出电能质量,性能表现更优越。     

面向嵌入式系统的有效值快速算法

ADC采样交流波形是嵌入式系统的一项重要应用,当采集到的电压波形并非标准函数波形（如正弦波、三角波等）的畸变波形时,不能直接通过简化数学公式或平均响应法求得其均方根值;为得到任意波形的均方根值,首先需要求出该波形的频率（或周期）;在传统算法中,需要进行FFT（快速傅里叶变换）,该算法需要大量内存空间和较高时间复杂度,且只能进行2N个点运算,精度和分辨率受限;因单片机片上资源有限,该算法并不适合多路实时运算;为改进以上不足,设计了一种峰值（谷值）查找算法,该算法拥有O（n）时间复杂度,实时性好;通过该算法寻找采样波形中三个峰值点,确定波形的其中一个周期,进而计算得到均方根值;相比FFT算法,本算法运行速度提升93倍,空间复杂度降低为FFT的1/300,且在实际应用中运行稳定可靠,平均误差低于0.6%。     

单相光伏微网逆变器的建模与电流跟踪数值模拟

以光伏微网逆变器的输出电压为控制信号,输出电流为输出信号,并考虑线路等效电阻,先对单相光伏微网逆变器电路进行简化并分析其工作原理,然后根据电压回路方程,建立单相光伏微网逆变器的微分方程,接着建立求解方程的四阶龙格-库塔法的迭代模型,再从微分方程的解析解中进行简化和离散化后,利用线性预测控制方法得到逆变器输出控制信号表达式,最后进行数值模拟和分析。通过数值模拟,对逆变器的输出电压、电流的时域波形和频域波形进行分析,并对输出电流的误差信号进行测量,结果表明：所建立的单相光伏微网逆变器模型及求解迭代模型是有效的,在耦合电感为1mH、开关频率为10KHz条件下,逆变器输出电流、电压总谐波失真度分别为1.76%、3.99%,逆变器输出电压的纹波峰值达50V,但其输出信号总谐波失真度满足国家并网的标准(≤5%)。     

一种光伏并网逆变器的数字化同步控制方法

介绍了一种光伏并网逆变器的结构及原理,研究了一种光伏逆变器与市电并网发电的数字化同步控制方法;该方法基于DSP处理器,采用数字锁相环架构,通过改进的数字化预测控制,实现光伏并网逆变器输出电流与电网相位、频率的同步;使用Simu-link/MATLAB仿真,并研制3kW样机进行实验,仿真及样机测试结果表明:该数字化同步控制方法性能优异,在光伏并网发电领域有较好的应用前景。     

光伏并网逆变器模糊准PR控制仿真研究

针对光伏并网逆变器系统的非线性特性,在固定参数PR控制方法的基础上,提出了一种模糊准PR控制方法。首先介绍单相光伏并网逆变器的结构,并分析准PR控制的实现算法、离散化和谐波滤除,然后把模糊控制和准PR控制结合应用于并网逆变器同步控制。最后利用Matlab/simulink平台进行仿真实验,结果表明:与准PR方法相比,所提出的控制方法可使电网电流同步误差更小,适应性和抗干扰性更强,因而具有较好的应用价值。     

基于Lora通信的太阳能路灯控制系统研究与设计

系统采用STM32F030芯片作为主控芯片,DC/DC变换器作为充放电主电路,利用MPPT最大功率点追踪技术,使太阳能的利用更加高效。采用SX1278芯片作为Lora通信的微处理器,实现路灯自组网后再利用集中器连接因特网,并开发了相应的APP远程监控软件,通过采用多时段控制以及对路面行人的检测,路灯智能调节亮度,实现路灯智能化管理和高效的能源利用。