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1、论文题目：太阳能风光互补发电系统摘 要节能和环保已成为当今世界的两大主题。利用风能、 太阳能发电是对两种最为理想、无污染的绿色再生资源的利用，目前已成为开发研究的一项重大课题。风光互补发电控制系统是为了弥补传统电力的不足而设计的独立发电设备。它是由太阳能电池组件与风力发电机配合而成的一个系统，通过微型计算机的远程控制，并实现了免维护的功能。关键词：风能，太阳能，风光互补系统，微型计算机AbstractEconomizing energy sources and protecting environment has been two subject of the world, nowadays.
2、 The wind-force and solar-energy, a green reborn resource free from the pollution, is the most ideal to generate electricity. Now, this is already unimportant project for us to develop and study. Solar and Wind Hybrid Generation Systems is to make up the independent generating set which the traditio
3、nal electric power the insufficiency designs. It is a system which becomes by the solar cell module and the wind-driven generator coordination, through microcomputers remote control, and realized has exempted the maintenance the function.Keyword: Wind power，Solar power，Wind-solar hybrid power system
4、，Micro-computer目 录1 绪论12 系统框图13 太阳能电池23.1 太阳能电池的原理23.2 太阳能电池板的计算44 蓄电池的工作特性64.1 蓄电池充电状态的检测64.2 蓄电池的容量计算65控制电路75.1 控制电路原理75.2 8051单片机75.3 ADC0809逐次逼近式8位A/D转换器85.3.1 ADC0809特性介绍85.3.2ADC0809与单片机的连接95.4 显示接口电路95.5分频电路105.6模拟量输入电路115.7 光电隔离器工作电路115.8逆变电路126 软件设计147 抗干扰问题14结论15致谢16参考资料17附录118附录2191 绪论电力在
5、现实生活中占主导地位，但是受客观环境的限制，有些地区根本无法实现电业的发展和建设。太阳能光伏发电,无运动部件,稳定可靠,但目前成本较高,而风力发电成本低但随机性大,供电可靠性差,将两者结合起来,可实现昼夜发电。在太阳光资源和风资源丰富的地区,风光互补发电系统与单一风电系统和光电系统相比具有供电的连续性好、稳定性和可靠性高等特点,风光互补发电系统是相对较好的独立电源系统,已经在我国的西部很多地区得到了广泛的应用,解决了农牧民的用电问题。此系统就是利用风和光两种自然能源相互补充发电，由太阳能电池板与风力发电机发电，经蓄电池充电，给负载供电的一种新型能源。它既不消耗任何矿物燃料，又完成了对自然能源的
6、合理利用。此系统可以应用于微波通讯、基站、电台、野外活动、高速公路、无电扇区、村庄、海岛的电力提供。而且为了适应偏远地区不便利的地理环境。风光互补发电控制系统几乎完成了智能化，免维护。尤其适合在内蒙古风力大的偏远山区。风光互补发电系统还可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置，既可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。无论是怎样的环境和用电要求，风光互补发电系统都可做出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。因此，风光互补发电系统可以说是最合理的独立电源系统。这种合理性既表现在资源配置上，又体现在技术方案和性能价格上，正是这种合理性保证了风光互补发电系统的可靠性，从而为
7、它的应用奠定了坚实的基础。2 系统框图系统结构图如图1所示。该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。太阳能电池风力发电机微机控制系统逆变器蓄电池图1 系统框图从图1中我们可以看出，它的主要组成设备有：风力发电机：风机采用具有特别适合大多内陆地区低风速、时发电特性好、发电量大的特点。具有机械、电子刹车装置，可以确保在高风速时，风机转速稳定控制在安全可靠的范围内，使最高输出电压成为安全可控的电压2。采用12V/150W风力发电机，当风力3m/s工作，10m/s风速时达到额定150W功率。太阳能光电池板：采用100W/14V ，0.6的硅光电
8、池，它能将太阳能转化为电能，属于一种半导体元件，它的特点：它是转换效率高达15%的单晶硅太阳能电池板。具有抗风、防潮、工作稳定、无需维护等特点。铅酸蓄电池：蓄电池的选择要求：重量轻、体积小、能量转换率高、自放电慢、充放电循次数多（即使用寿命长）等。其次，还有些特殊要求如低温时能大电流放电、维护简单或无需维护、自放电（析氢）特别慢等。微机控制系统：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1012
9、16V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；整个系统是一个严密完整的智能化系统，使用起来方便。逆变器：逆变系统是把蓄电池中的直流电变成标准的220V交流电，保证交流电在设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；在逆变器的电路结构形式上，主
10、要是工频变压器和高频变压器两种形式。对一个风光发电系统而言，逆变器是一种电力电子设备，抗过载，抗冲击的能力要相对弱一些，是最易出故障的单元。3 太阳能电池3.1 太阳能电池的原理太阳能光伏电池(简称光伏电池)用于把太阳的光能直接转化为电能。目前世界各国正在研究的太阳电池主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率略低，但价格更便宜。另外，还有其它类型的太阳电池5。太阳能电池的能量转换是应用P-N结的光伏效应（Photovoltaic Effect）。首先对P-N结二极管做一简单说明。如图2所示，为一理想的
11、P-N结二极管的电流-电压（I-V）特性图，其对应的方程式如下： （1）Ipn，Vpn：P-N结二极管的电流及电压k：波尔兹曼常数（Boltzmann Constant：1.3810-23J/K）q：电子电荷量（1.60210-19库仑）T：绝对温度（凯氏温度K摄氏温度273度）Is：等效二极管的逆向饱和电流VT：热电压（Thermal Voltage：25.68mV）太阳能电池将太阳光能转换为电能是依赖自然光中的的量子-光子（Photons），而每个光子所携带的能量为Eph： （2）h：普郎克常数（Planck Constant：4.1410-15eVS）c：光速（3108m/s）：光子波长
12、图2P-N结二极管I-V特性图但并非所有光子都能顺利地通过太阳能电池将光能转换为电能，因为在不同的光谱中光子所携带的能量不一样。当光子所携带的能量大于禁带（Band Gap）能量时，电子由价电带（Valence Band）跃迁至导电带（Conduction Band）而产生所谓的“电流”，所以当光子所携带的能量若大于禁带能量时，便可以通过光电子转换成电能。当入射太阳光的能量大于硅半导体的禁带能量时，太阳光子照射入半导体内，把电子从价电带激发到导电带，从而在半导体内部产生了许多“电子-空穴”对，在内建电场的作用下，电子向N型区移动，空穴向P型区移动，这样，N区有很多电子，P区有很多空穴，在P-N
13、结附近就形成了与内建电场方向相反的光生电场，它的一部分抵消了内建电场，其余部分则使P区带正电，N区带负电，于是在N区与P区之间产生了光生伏打电动势，这就是所谓的“光生伏打效应”。如果位太阳电池开路，即组成电池回路中，负载电阻为无穷大，则被P-N结分开的电子和空穴，就会全部积累在P-N结附近，于是出现了最大光生电动势，它的数值即为开路电压，记作Voc。如果把太阳电池短路，即回路负载电阻为零，则所有P-N结附近的电子与空穴，由结的一边，流经外电路到达结的另一边，产生了最大可能的电流，即短路电流记作ISC。太阳能电池相当于具有与受光面平行的极薄P-N结的大面积的等效二极管，因此可以假设太阳能电池为一
14、个二极管与太阳光电流发生源所并联的等效电路，如图3所示。图3 太阳能电池的理想状态等效电路3.2 太阳能电池板的计算硅太阳能发电板容量是指平板式太阳能板发电功率WP。太阳能发电功率量值取决于负载24h所能消耗的电力H(WH)，由负载额定电源与负载24h所消耗的电力，决定了负载24h消耗的容量P(AH)，再考虑到平均每天日照时数及阴雨天造成的影响，计算出太阳能电池阵列工作电流IP(A)。由负载额定电源，选取蓄电池公称电压，由蓄电池公称电压来确定蓄电池串联个数及蓄电池浮充电压VF (V)，再考虑到太阳能电池因温度升高而引起的温升电压VT(v)及反充二极管P-N结的压降VD(V)所造成的影响，则可计
15、算出太阳能电池阵列的工作电压VP(V)，由太阳电池阵列工作电源IP(A)与工作电压VP(V)，便可决定平板式太阳能板发电功率WP，从而设计出太阳能板容量，由设计出的容量WP与太阳能电池阵列工作电压VP，确定硅电池平板的串联块数与并联组数7。太阳能电池阵列的具体设计步骤如下：计算负载24h消耗容量P。P=H/V（）V负载额定电源选定每天日照时数T(H)。计算太阳能阵列工作电流。IP=P(1+Q)/T（）Q按阴雨期富余系数，Q=0.211.00确定蓄电池浮充电压VF。镉镍()和铅酸()蓄电池的单体浮充电压分别为1.41.6V和2.2V。太阳能电池温度补偿电压VT。VT=2.1/430(T-25)V
16、F（）计算太阳能电池阵列工作电压VP。VP=VF+VD+VT（）其中VD=0.50.7，约等于VF太阳电池阵列输出功率平板式太阳能电板。WP=IPUP（）根据VP、WP在硅电池平板组合系列表格，确定标准规格的串联块数和并联组数。太阳电池阵列的伏安特性如图5。由图可知，该伏安特性曲线具有强烈的非线性。太阳电池阵列的额定功率是在以下条件下定义的：当日射S=l000W；太阳电池温度T=25；大气质量AM=1.5时，太阳电池阵列输出的最大功率便定义为它的额定功率。太阳电池阵列额定功率的单位为“峰瓦”，记以“WP”。当日射S1000W时。图4 太阳电池阵列的伏安特性曲线温度和日照强度的变化对太阳电池的伏
17、安特性都有影响，在仅改变日照强度而保持其它条件(如太阳电池温度和大气质量等)不变的情况下。计算出每天消耗的瓦时数(包括逆变器的损耗)： 逆变器的转换效率为90，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90=111W；若按每天使用8小时，则耗电量为111W*8小时=888Wh。按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为888Wh/6h/70%=210W。其中70是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。4 蓄电池的工作特性蓄电池的使用,最重要的是有效利用其充放电特性。有效、科学地使用蓄电池,不仅对提高其使用效率、延长其使用寿命
18、十分关键,同时也可以提高整个系统的工作效率。4.1 蓄电池充电状态的检测准确判断蓄电池的充电状态是有效利用蓄电池的充放电特性和选择适当的充电方法的前提。目前，绝大多数的太阳能控制器采用的是在线检测蓄电池的端电压,并以此作为自动切换充电方法的依据。但众所周知,蓄电池的端电压受到很多因素的影响，尤其在充电过程中，蓄电池的端电压受到太阳能电池端电压的制约，不能准确反映其荷电状态。比如，当系统所处温度较高时，容易出现蓄电池容量未满却已不能充入的现象，即“虚满”，这样就很难检测出蓄电池的准确荷电状态，影响整个系统的正常工作。为此提出了一种新的检测方法离线式检测。在铅酸蓄电池的理论中，蓄电池的电动势可表示
19、为： （8）式中:E电池电动势，(V) E0所有反应物的活度或压力等于1时的电动势，称为标准电动势(V)。R摩尔气体常数；T温度,(K)；F法拉第常数；n电化学反应中的电子得失数目。从(8)式可以看出，电动势与硫酸浓度有关，也就是与荷电状态有关。而蓄电池的开路电压在数值上接近电动势。根据有关文献，蓄电池的稳态开路电压与其荷电状态有良好的线性关系。因此，由蓄电池的开路电压可以估算出其荷电状态。4.2 蓄电池的容量计算蓄电池的容量由下列因素决定：蓄电池单独工作天数。在特殊气候条件下，蓄电池允许放电达到蓄电池所剩容量占正常额定容量的20%。蓄电池每天放电量。对于日负载稳定且要求不高的场合，日放电周期
20、深度可限制在蓄电池所剩容量占额定容量的80%。蓄电池要有足够的容量，以保证不会因过充电所造成的失水。一般在选蓄电池容量时，只要蓄电池容量大于太阳能发电板峰值电流的25倍，则蓄电池在充电时就不会造成失水。蓄电池自身漏掉的电能。随着电池使用时间的增长及电池温度的升高，自放电率会增加。对于新的电池自放电率通常小于容量的5%，但对于旧的质量不好的电池，自放电率可增至每月10%15%。蓄电池的额定容量C，单位安时（Ah），它是放电电流安（A）和放电时间小时（h）的乘积。由于对同一个电池采用不同的放电参数所得出的Ah是不同的，为了便于对电池容量进行描述、测量和比较，必须事先设定统一的条件。实践中，电池容量
21、被定义为：用设定的电流把电池放电至设定的电压所给出的电量。也可以说电池容量是：用设定的电流把电池放电至设定的电压所经历的时间和这个电流的乘积由于要一天工作8小时，阴雨天能连续工作三天，所以可得出太阳能蓄电池的容量。取容量为12V/200Ah;采用全密闭免维护12V铅酸蓄电池,由于蓄电池放电不能低于10V充电不高于16V。 5控制电路5.1 控制电路原理由图5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）。图5 控制电路原理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
22、，则使继电器J1动作，断开充电回路，不再为蓄电池供电；若检测结果是蓄电池过放，则使继电器J2动作，断开负载电路，不再为负载供电，而给蓄电池充电。为保护系统,增加了二极管Da和Db，它们的作用如下：Da的作用是三相整流的二极管组。因为蓄电池供电要求直流电压。而风力发电机所发的是三相交流电。为了把交流电能转换为直流电能，增设的三相整流二极管组。Db的作用是防止在光电板内产生倒向电流，使得光电板遭到破坏。5.2 8051单片机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
23、应能力和抗干扰能力。有很好的可靠性。目前世界上常用的单片机有8051、MC6805、和MPD7811系列。本设计主要采用8051单片机作为微机控制的核心。8051型号的单片机属于单片机MCS-51系列，为CMOS芯片。它的内部只有128字节的数据存储器（RAM），4K存储器（ROM）。8051单片机是在一块芯片上集中了CPU、RAM，定时器/计数器和多功能的I/O线等计算机所需要的基本功能部件。他们都是通过片内单一总线连接而成。其基本结构依然是通用CPU加上外围芯片的结构模式，但在功能单元的控制上却有了很大的变化。采用了特殊功能寄存器（SFR）的集中控制方法。5.3 ADC0809逐次逼近式8
24、位A/D转换器5.3.1 ADC0809特性介绍ADC0809是8路模拟输入的8位模数转换器，逐次逼近式CMOS芯片，28线双列直插式封装。ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式AD转换器，内部结构如图6所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型DA转换器、逐次逼近寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容11。图6 ADC0809内部结构框图芯片的主要部分是一个8位逐次比较式A/D转换器和8位模拟转换电路。转换器以8个时钟周期的时间完成一位转换值，在64
25、个脉冲后完成8位的转换，时钟由外电路提供，典型频率为640KHz，8路模拟开关由3位二进制信息控制，以完成对某一路模拟信号转换。转换得到的数字信号锁存在内部的输出锁存器中，由输出允许信号选通锁存器即可在输出线上得到转换结果数据。ADC 0809通过引脚IN0, IN1, IN7可输入8路单边模拟输入电压。ALE将3位地址线ADDA,ADDB,ADDC进行锁存,然后由译码器选通8路中的一路进行A/D转换。首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正
26、在进行。直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。5.3.2ADC0809与单片机的连接8051通过74LS138译码器的输出端和读、写控制线来控制转换器的模拟输入通道地址锁存、启动和输出允许。ADC 0809的时钟频率为640kHz，转换时间为100，微机的时钟频率5MHz或更高一些，因此系统时钟必须经分频器分频后接到ADC0809芯片的CLOCK引脚上。另外，ADC0809的EOC端可在转换结束时发中断请求脉冲，若用中断输入数据的方式则可利用EOC引线。如图7所示
27、。图7 ADC0809与系统总线的连接5.4 显示接口电路单片机应用系统中，使用的显示器主要有LED发光二极管和LCD液晶显示器。这两种显示器的成本低廉，配置灵活，与单片机接口方便。本设计中采用的则是发光二极管。LED显示块是发光二极管显示字段的显示器件。这种显示块有共阴极和共阳极两种。共阴极LED显示块的发光二极管阴极共地。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共阳极LED显示块的发光二极管阳极并接+5V电压，当某个发光二极管的阴极为低电平时，发光二极管点亮。系统中需要做出报警显示的有图中几种情况。所以在设计中采用六路LED完成显示工作。每一路代表一种状态。所有LED的阳极都接上
28、了+5V电压，所以它属于共阳极显示器。当某个LED的另一端接上低电平的时候，二极管即会发光，我们也就知道系统的运行状态，从而知道系统下一步工作。每个LED的电压降为1.21.5V，接上+5V电压在驱动LED发光的情况下，它的大电流有可能烧坏8051的接口。为了避免这一情况发生，我们接入560电阻，可以使进入8051的电流在其允许的安全范围内，电路如图8所示。图8 六路LED显示器5.5分频电路8051CPU要与其他芯片协调工作，首先要完成它们的时钟配合。ADC0809的选通信号的是由8051的ALE信号来担负的。8051的ALE信号的时钟频率为2MHz，而ADC0809的时钟频率却不大于600
29、KHz，为了使得ADC0809能正常工作，我们要对8051 的ALE信号进行四分频。其电路图9所示。图9 四分频电路结构图本电路采用D触发器进行分频。一个D触发器为2分频。经过两个D触发器后，8051的ALE信号的时钟频率就变成了500KHz，也就能满足ADC0809的时钟频率要求了。5.6模拟量输入电路系统控制的模拟量是蓄电池两端的电压。但是这个控制电压并不能满足微型计算机正常工作的电压要求。因为我们要完成的蓄电池电压控制是使它在101216之间运行，直接接受此电压的是ADC0809，而ADC0809的工作电压为5V。因而为了使系统正常工作，我们要把外部模拟量的输入转换为小于5V的电压。于是
30、设计了如图10所示。图10 模拟量输入电路电路中电阻R1和可调电阻R2构成分压电路，调节R2可以使得1端输入电压为标准值的时候，对应INO输入端为5V，运算放大器324接成电压跟随器电路，起阻抗隔离作用，电容C1为电解电容，起滤波作用，防止交流干扰；电容C2也为滤波电容，容值小，抑制交流干扰。5.7 光电隔离器工作电路光电耦合器由发光源和受光器两部分组成，并封闭在同一个不透明的管壳内，由绝缘管的透明树脂隔开。光电耦合器用途很多，如作为高压开关、信号隔离转换、脉冲系统间的电平配比以及各种逻辑电路等。图11 驱动继电器动作电路图11所示电路为利用光电耦合器连接成的驱动继电器动作电路，当P1.4的电
31、平被清为低电平时，在发光二极管中产生电流，于是在对应端产生电流，使J1线圈带电，按照指令的要求动作。图12为利用光电耦合器连接成的反馈输入电路，当J1的常开触点动作闭合，使电路接通，于是产生电流，使P1.6产生低电平，即可由软件采集P1.6信号，根据要求对系统采用相应控制了。图12 反馈输入电路5.8逆变电路利用TL494组成的稳压逆变器电路。TL494是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式，以适应不同场合的要求。其主要特性集成了全部的脉宽调制电路；片内置线性锯齿波振荡
32、器；外置振荡元件仅两个（一个电阻和一个电容）；内置误差放大器；内止5V参考基准电压源；可调整死区时间；内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力；推或拉两种输出方式。TL494内部电路如图13所示图13 TL494内部电路控制信号由集成电路外部输入，一路送至死区时间比较器，一路送往误差放大器的输入端。死区时间比较器具有120mV的输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的4%，当输出端接地，最大输出占空比为96%，而输出端接参考电平时，占空比为48%。当把死区时间控制输入端接上固定的电压（范围在03.3V之间）即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输
33、出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从0.5V变化到3.5时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。两个误差放大器具有从-0.3V到（Vcc-2.0）的共模输入范围，这可能从电源的输出电压和电流察觉得到。误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算。逆变器的主要指标：DC10V14.5V；输出电压：AC200V220V10；输出频率：50Hz5；输出功率：70W150W；转换效率：大于85；逆变工作频率：30kHz50kHz。逆变电路如图14所示。图14 逆变电路第11、12脚构成稳压取样、误差放大系统，正相输入端1脚输入逆变器次级取样绕组整流输
34、出的15V直流电压，经R11、R12分压，使第1脚在逆变器正常工作时有近4.75.6V取样电压。反相输入端2脚输入5V基准电压(由14脚输出)。当输出电压降低时，1脚电压降低，误差放大器输出低电平，通过PWM电路使输出电压升高。正常时1脚电压值为5.4V，2脚电压值为5V，3脚电压值为0.06V。此时输出AC电压为235V(方波电压)。第4脚外接R16、R14、C2设定死区时间。正常电压值为0.01V。第5、6脚外接C13、R15设定振荡器三角波频率为100Hz。正常时5脚电压值为1.75V，6脚电压值为3.73V。第7脚为共地。第8、11脚为内部驱动输出三极管集电极，第12脚为TL494前级
35、供电端，此三端通过开关S控制TL494的启动/停止，作为逆变器的控制开关。当S1关断时，TL494无输出脉冲，因此开关管VT4VT6无任何电流。S1接通时，此三脚电压值为蓄电池的正极电压。第9、10脚为内部驱动级三极管发射极，输出两路时序不同的正脉冲。正常时电压值为1.8V。第13、14、15脚其中14脚输出5V基准电压，使13脚有5V高电平，控制门电路，触发器输出两路驱动脉冲，用于推挽开关电路。第15脚外接5V电压，构成误差放大器反相输入基准电压，以使同相输入端16脚构成高电平保护输入端。此接法中，当第16脚输入大于5V的高电平时，可通过稳压作用降低输出电压，或关断驱动脉冲而实现保护。在它激
36、逆变器中输出超压的可能性几乎没有，故该电路中第16脚未用，由电阻R18接地。6 软件设计合理的系统设计自然要完成硬件和软件的协调使用，既不会因为过分强调硬件设备，而使系统昂贵而庞大，使用笨拙，且缺少基本的保护；也不会因为过分强调软件，而使系统使用复杂，操作困难，自然也不希望因此影响到系统的运行速度。程序流程图如图15所示。设T0为计时器，时间常数为10微秒，也可申请中断，T1不用启动定时器0调用QD子程序调用GCZC调用GFZCY主程序T0中断服务程序R0加1R0=100？到一秒吗？令R0=0重新T0初始化RETN图15 程序流程图7 抗干扰问题所谓干扰，是指由于某种干扰源产生，并通过一定途径
37、，侵入电器装备或调节控制系统，对装备或系统的正常工作造成某种程度影响的一些动态瞬变讯号或误差讯号。在计算机控制系统中，产生干扰的途径和方式比较多。本系统产生干扰的原因主要有：继电器动作中电火花产生造成的干扰，电源扰动产生的干扰，还有就是外部信号瞬间波动或错误信号也可能给系统带来一定的干扰。在系统设计中，我们采用了光电耦合器就是考虑到抗干扰问题，这是由光电耦合器结构和自身的特点决定的：光电耦合器的信号传递采用电-光-电的形式，发光部分和受光部分不接触，因此具有很高的绝缘电阻，可以达到1010欧姆以上。并能承受2000伏以上的高压，因而被耦合的两个部分可以自成系统，也不需要“共地”。绝缘和输出性能
38、较好，能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰。光电耦合器作为开关应用时，具有耐用，可靠性高和速度快等优点。响应时间一般为数以内，高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于10。所以光电耦合器的使用是抗干扰问题的很好解决方案。结论风光互补发电系统由太阳能光电板，风力发电机，控制系统，蓄电池等几部分组成。发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制系统对蓄电池充电，最后用电负荷供电的一套系统。该系统的优点是供电可靠性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高。风电系统是利用风力发电机将风能转换成电能，然后通过控制系统对蓄电池充电。最后通
39、过逆变器对用电负荷供电的一套系统。该系统的优点是系统发电量较高，造价较低，运行维护成本低。缺点是风力发电机可靠性低。由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池和逆变环节是可以通用的。从能源上来说，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，而且太阳能和风能都是洁净能源，对环境无污染。所以风光互补发电系统是资源
40、条件最好的独立系统。致谢大学生活即将结束，在学校的学习和生活中，我深切感受到了学校老师的和蔼可亲、谆谆教导，学生的互帮互助。这么温馨的氛围，培育了我们每一届毕业生。借此机会，我想对学校的所有老师说：老师，您辛苦了，我们会永远记住学校的。在过去的生活中，我们在学习和生活上都遇到了不少的困难，是老师给我们帮助，是老师不厌其烦的教诲我们，我们才学有所长，健康成长，走向成熟。我们才懂得了什么是奉献，什么是耐心。在此向各位老师致谢。尤其在毕业设计这段时间里，老师都很辛苦，给我指导和讲解，虽然时间不长，但使我对所学专业知识有了系统的了解和认识。在此，我想对各位老师说：谢谢您。毕业设计是对大学所学知识的检验
41、和考核，自己动手实践，才知道自己理论知识的缺乏之处，这样能学到更多的知识。既提高了实际应用能力，又弥补了自己的漏洞。由于时间紧凑，设计中有很多不足之处，希望老师能指导。参考资料1岳军,贾大江.中小功率风光互补发电系统的测试与评价J.太阳能,2006,(02)2刘兆辰.美国的风能开发J.中国技术监督,1996,(04)3杜荣华,张婧,王丽宏,张兆祥.风光互补发电系统简介J.节能,2007,(03)4艾斌,杨洪兴,沈辉,廖显伯.风光互补发电系统的优化设计匹配设计实例J.太阳能学报,2003,(05)5程节顺.基于模糊控制的风光互补电源模型研究J.微计算机信息,2006,(10)6齐发.独立运行的风
42、光互补发电系统的研究与设计J.电子设计应用,2005,(07)7李德孚.户用“风-光”互补发电系统技术与应用J.农业工程学报,2006,(S1)8强劲的风能J.农村电气化,2004,(09)9武立志.风能及其利用J.吉林气象,1994,(02)10郭继高.风能发电小型风能发电及其发电机(1)J.1999,(05)11 刘焕平,韩树新; ADC0809与AT89C51的一种接口方法J; 石家庄师范专科学校学报; 2002年02期;12魏云峰; 新型逆变器及其数据采集系统的研究 D;东北农业大学; 2007年13Malvino A.P. Digital Computer Electronics.M
43、cGraw-Hill Publishing Co，199714Aubrey Pilgrim. Build Your Own Pentium Processor PC and Save a Bundle. MeGraw-Hill附录1附录2ORG 0000H AJMP ZCX ORG 000BH AJMP TOINT中断服务子程序：TOINT：ORG 0010H ；中断服务程序 INC R0 ；计数器R0加1 CJNE R0 , #100 , FZL ；R0=100（到1秒？）否去FZL MOV R0，#00H ；R0清零 FZL： MOV TH0，#8008H MOV TL0，#0F0H ；置
44、时间常数为10s MOV IE ，#82H ；允许T0申请中断SETB TR0 ；启动定时器 RETI ；中断返回主程序： ZCX： ORG0090H ；主程序 MOVR0，#00H ； 计数器R0清0 MOVTMOD，#81H ；T0定时器工作方式 MOVIE ，#82H ；T0可申请中断 MOVTH0，#0D8H ；定时常数10ms MOVTL0，#0F0H ； SETBTR0 ；启动定时器 LOOP： ACALLQD ；调QD子程序 MOV R4，A ；存结果在A4中 ACALLGCZC ；调“过充”子程序 ACALLGFZC ；调“过放”子程序 SJMPLOOP ；转至LOOP循环A/D转换、采样、滤波子程序：QD： ORG0120H ；A/D启动转换滤波电路MOVDPTR，#0000H ；MOVA，#01H ；选中通道1，将标准电源MOVDPTR，A ；送入A/DDZ：MOVDPTR，#A000H ；MOVA，#00H ；MOVDPTR，A ；启动A/D转换DZ0：JNBP3.2 ，DZ1 ；转换完则继续SJBPDZ0 ；未完则等待DZ1： MOVA，DPTR ；取入转换结果 CJNEA，#FF，DZ2 ；等于FF吗？不等则去DZ2 SJMPDZ3 ；等于则去DZ3DZ2
