毕业设计任务书(基于单片机风光互补控制器设计)
基于PLC的风光互补发电控制系统设计
承 德 石 油 高 等 专 科 学 校 学 报
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃｈ ｅ ｎｇ ｄ ｅ Ｐｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕｍ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ
第 １ ５卷 第 ４ 期 ， ２ ０ １ ３年 ８月
Ｖｏ １ ． １ ５， Ｎｏ ． ４， Ａｕ ｇ ．２ ０１ ３
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考。 关键词 ： 风光互补 ； Ｐ Ｌ Ｃ ；最 大 功 率 点 跟 踪 ； 控 制系统 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ６ １ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ９ ４ ４ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ３ ２ — ０ ６
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｗ ｉ ｎ ｄ－ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ｈｙ ｂ ｒ ｉ ｄ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｇｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＰＬＣ
风光互补 毕业设计
风光互补毕业设计风光互补毕业设计随着社会的发展，人们对可再生能源的需求越来越大。
在能源紧缺和环境污染的压力下，风能和光能成为了备受关注的可再生能源之一。
因此，风光互补技术逐渐崭露头角，成为了解决能源问题的重要途径。
在这个背景下，风光互补的毕业设计成为了一个热门话题。
毕业设计是大学生们展示自己专业知识和实践能力的重要机会。
而风光互补技术作为一个新兴领域，充满了挑战和机遇。
因此，选择风光互补作为毕业设计的主题，不仅能够提升自己的专业能力，还能为社会做出贡献。
首先，风光互补技术的研究和应用对于解决能源问题具有重要意义。
传统能源的开采和利用往往伴随着环境污染和资源浪费。
而风能和光能作为可再生能源，具有清洁、可持续的特点。
通过将风能和光能进行互补利用，不仅可以减少对传统能源的依赖，还可以降低对环境的破坏。
因此，通过毕业设计来研究风光互补技术的应用，可以为推动可再生能源的发展做出贡献。
其次，风光互补技术的研究和应用对于提高能源利用效率具有重要意义。
风能和光能的特点决定了它们的发电效率相对较低。
而通过将风能和光能进行互补利用，可以有效提高能源的利用效率。
例如，可以通过在风力发电场附近建设太阳能光伏发电站，利用太阳能补充风力发电的不足。
这种互补利用的方式不仅可以提高能源利用效率，还可以降低能源的成本。
因此，通过毕业设计来研究风光互补技术的应用，可以为提高能源利用效率做出贡献。
此外，风光互补技术的研究和应用对于推动可持续发展具有重要意义。
可持续发展是人类社会发展的必然要求。
而风能和光能作为可再生能源，具有无限的潜力。
通过将风能和光能进行互补利用，可以实现能源的可持续利用。
这不仅可以满足当前的能源需求，还可以为未来的发展提供保障。
因此，通过毕业设计来研究风光互补技术的应用，可以为推动可持续发展做出贡献。
综上所述，风光互补技术作为一个新兴领域，具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
通过毕业设计来研究风光互补技术的应用，不仅可以提升自己的专业能力，还可以为社会做出贡献。
毕业设计(论文)基于风光互补发电系统研究
毕业设计（论文）基于风光互补发电系统研究毕业设计（论文）的题目：“基于风光互补发电系统的研究”研究背景：随着全球能源需求的不断增长，可再生能源的利用变得越来越重要。
在可再生能源中，太阳能和风能是最常见和广泛利用的两种能源。
然而，由于风能的不稳定性和太阳能的时变性，单独利用这两种能源可能存在一些限制。
因此，为了克服这些限制，研究人员提出了风光互补发电系统的概念。
研究目的：本论文旨在研究和分析风光互补发电系统的运行原理、优点和挑战，以及如何最大程度地利用风能和太阳能互补发电系统的能量转换效率。
研究内容：1. 风力发电和太阳能发电系统的原理与方案：对风力发电和太阳能发电的基本原理进行介绍，并分析目前常见的风力发电和太阳能发电系统的方案。
2. 风光互补发电系统的运行原理：介绍风光互补发电系统的基本原理，包括如何将风力和太阳能转化为电能，并实现其相互之间的协调运行。
3. 风光互补发电系统的优点和挑战：分析风光互补发电系统相对于单一风力发电和太阳能发电系统的优点和挑战，如能源互补性、系统稳定性和复杂性等。
4. 风光互补发电系统的经济性分析：通过对风光互补发电系统的成本和效益进行经济性分析，评估该系统在商业和实际应用中的可行性。
5. 风光互补发电系统的仿真和实验验证：通过计算机模拟和实际实验，验证风光互补发电系统的设计和性能，分析其实际运行情况。
6. 未来发展方向和应用前景：分析风光互补发电系统在未来的发展方向和应用前景，提出改进和优化措施。
研究方法：本论文将采用文献综述、理论分析、数学模型建立、计算机仿真和实验验证等方法进行研究和分析。
预期成果：通过对风光互补发电系统的研究，预计将揭示该系统在提高能源转换效率和减少环境污染方面的潜力，为推动可再生能源的开发和利用提供理论和实践的指导。
关键词：风光互补发电系统、风力发电、太阳能发电、能源转换效率、优点和挑战、经济性分析、仿真和实验验证、未来发展方向和应用前景。
风光互补控制器设计思路,基于单机控制
风光互补控制器设计思路
风光互补控制器主要功能是控制风力发电机与太阳能电池板发出来的交直流电，完成对蓄电池充放电控制和各种负载的控制，风电部分主要是整流后的风电输入电压、风电输入电流采集。
光伏部分主要是光伏输入电压、光伏输入电流的控制。
主要性能是风力发电机发出三相电，经过整流滤波得到直流，光伏通过太阳能电池板直接得到直流，两路直流电源先经过mos管模块，通过pwm与MPPT技术给蓄电池充电，期间要监测电压、电流和温度，并通过模数转换到单片机，经单片机处理将相关信息在液晶屏显示。
采用单片机控制最大功率点的跟踪（mppt）控制，实现环境资源处于最大利用率。
蓄电池为模拟直流负载模块、感性负载模块和LED模块供电。
系统提供保护模块，卸载模块，防雷浪涌模块和蓄电池过放保护功能模块等。
风光互补控制器实验箱设计要求每个模块相对独立设计，而每个模块又是相互关联的，功能模块经连接组合一起要构成一个完整的“风光互补控制器”并实现相关功能，同时可完成如下实验内容项目。
整体模块框图：
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采用单片机控制的风光互补发电系统-毕业设计论文
采用单片机控制的风光互补发电系统毕业设计引言电力在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。
为了弥补传统电力的不足，我们设计了风光互补发电系统。
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。
本次设计就是对风光互补发电系统的详细介绍。
设计中对整个发电系统作了简要介绍，但对系统所用的单片机、其他芯片及附加电路作了详细介绍。
并介绍了系统中的抗干扰措施。
最后介绍了系统的软件设计。
由于我所学知识和时间有限，设计中有不少漏洞和不足，敬请老师给与批评和指正。
谢谢。
第一章概述在我们的日常生活中，所用电力几乎都是由传统的电力提供的，但是受到外界环境限制，它并不能遍及每一个用电领域。
于是我们需要开发新的独立的供电系统。
1.1 课题来源在当今世界，电已经成为人们生活中最常用的动力来源，随着人们生活水平的不断提高和技术进步，人们对电的依赖越来越强。
无论是农业、工业还是新型的第三产业，用电量都在逐年增加，几乎可以说，没有电能，人民的生活将陷入高度的无秩序状态。
也正是因为电力在人们的生活中占的比重越来越大，才使得人们生活的地区差异表现的越来越明显。
因为我们知道，传统的电力行业以消耗煤等矿物燃料为主，生产过程中科学技术的要求也比较高，随之带来的环境污染也比较严重。
这就使得有些根本不具备发展传统电力的条件。
比如说，我们知道我国的能源分布具有很大的不均衡性，有些偏远地区，如农牧区、山区、沿海以及岛屿等地，部队的边防哨所、邮电通讯的中继站、公路和铁路的信号站、地质勘探和野外考察的工作站，都需要低成本、高可靠性的独立电源系统，但是因为地方上根本就没有矿物燃料的存储，甚至因为地区偏远，对于燃料的运输都几乎不可能；而还有些地区，则由于人力资源不丰富，长时间以来也一直很难建设自己的电力事业，也就限制和制约了许多用电行业的的发展；当然越来越严重的环境污染问题，也不由得让我们在电力的建设发展上小心又谨慎。
基于单片机式风光互补发电控制系统设计
基于单片机式风光互补发电控制系统设计摘要：近几年来，随着社会经济的不断发展，能源供求失衡日趋凸显，太阳能和风能作为最理想的发电能源之一，具有广泛的应用领域。
本文提出的风光互补发电系统，较好的利用太阳能和风能互补性，弥补了独立发电系统的缺陷，而控制系统的性能对风光互补发电的效率提升具有重要作用。
因此本课题的研究具有较好的实用价值。
针对风光互补发电系统特点，采用相应控制策略来使系统运行，并设计风光互补发电系统的控制器，主要包括下位机控制器和上位机管理软件。
下位机控制器主要可以实现对风光互补发电系统的充放电的控制、信息采集与显示、和通讯等功能。
其开发过程主要包括硬件电路的设计和运行程序的编写两部分。
关键词：风光互补；采集电路；太阳能自动跟踪；控制器；单片机引言能源与环境已成为全球所面临的两个最严峻问题。
当前寻找开发有效、绿色可循环利用的能源将是人类一直努力的目标。
而风光互补发电系统就是利用自然能源，将不稳定的自然资源转化为可利用的电能。
致力于发电系统能量的损耗，风光互补发电控制系统已逐渐被人们普遍推广。
系统中的控制装置可以保证蓄电池稳定的工作，既不会过充也不会过放。
系统装置中利用软硬件结合，既发挥了硬件运算快的优点，又利用了软件使用方便的优势。
使整个系统操作简单，控制方便。
1、国内外发展现状伴随着全球濒临枯竭的能源危机，可再生能源已经成为今后人类依赖能源中不可或缺的一部分，刚开始的风光互补发电系统，就是将风力发电机和光伏组件进行的简单配合，但是大自然提供的资源并不稳定，导致发电效率很低。
近些年来风光互补发电系统使用范围的不断状大，提高利用率和经济性已成为必然要求，国内外陆续研发出风力、光伏及其互补发电的综合发电控制系统。
现代国内风光互补发电系统中大多采用的控制策略是对蓄电池进行浮充充电的控制模式，让负载有效地消耗由太阳电池组和风力发电机发出的电量。
一般通过蓄电池电压检测来确定其运行状况，现在市场上智能控制芯片种类繁多,如常见的单片机,DSP,CPLD,FPGA,ARM等等。
基于MSP430单片机的风光互补控制器设计
基于MSP430单片机的风光互补控制器设计周源;王庆义;叶盛【摘要】为了提高风光互补发电系统的效率及可靠性,以MSP430F149单片机为核心设计了一个小功率风光互补发电智能控制器,该控制器具有最大功率点跟踪(MPPT)、能量的协调控制以及蓄电池的智能充放电等功能.在试验室平台搭建了以该控制器为核心的200W风光互补发电系统模型,并利用Matlab对系统进行了仿真,仿真和试验测试结果均达到预期效果,表明该控制器具有现实的应用价值及意义.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)004【总页数】5页(P407-411)【关键词】风光互补发电系统;控制器;最大功率点跟踪;MSP430【作者】周源;王庆义;叶盛【作者单位】中国地质大学机械与电子信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学机械与电子信息学院,湖北武汉430074;中国地质大学机械与电子信息学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TK6;TQ546近年来，常规化石能源消耗逐年增加，同时带来了严重的环境污染和生态系统破坏。
为了解决能源需求和生态环境污染之间的矛盾，需要开发出高效环保的新型能源[1]。
风光互补发电系统由于具有环保节能、持续供电，较高性价比而被广泛应用，但目前风光互补发电系统中存在发电效率低下、初期投入成本较高等问题。
本文采用了具有片上资源丰富和超低功耗的MSP430F149微处理器，结合最大功率点跟踪（MPPT）控制技术，创新设计了双DC/DC变换电路，使控制器具有低成本、高效率以及可靠性好等优点，本文设计出相关硬软件方案，对系统设计进行试验验证。
风光互补发电系统主要由电能产生环节、电能变换控制环节和电能存储消耗环节组成，其中电能产生部分包括风力发电机组和光伏电池阵列，电能变换控制部分为风光互补控制器，电能存储消耗为蓄电池和负载。
风光互补控制器是风光互补发电系统中必不可少的部分，是保证风光互补发电系统高效稳定工作的基础。
基于单片机的风光互补控制器
基于单片机的风光互补控制器摘要：本文对以风光互补发电的家居供电系统控制器的设计，便利用了太阳能和风能，这套控制系统以单片机STC89C52为主，外设器件为辅，将上述两种能源转换成电能，为家居用电提供电能。
本设计包含的器件主要太阳能电池组，风力发电机，太阳能专用蓄电池，风光互补控制器等，能够对家居供电系统起到保护和调节的作用。
关键词：风光互补家居供电系统单片机STC89C521.研究背景人类的生存与能量是密不可分。
能源是人类文明进步的最基本动力。
自21世纪初以来，人数急剧上升。
随着人们对现代化的呼声越来越高，能源的数量和质量受到越来越多的关注。
然而诸如煤、石油和天然气的现有化石资源变得越来越稀缺，并且难以满足当前的人类需求，这才催生了太阳能，潮汐能，风能等环保新能源的应用，并且正逐渐受到人们的关注和发展。
2．课题研究内容本文基于当前背景下人们对于清洁能源的要求，设计了一种基于单片机的风光互补控制器，充分利用风能和光能两种清洁能源发电用来满足家庭生活用电的需求，并且具有对家居供电系统起到保护和调节作用的功能。
系统主要包含硬件设计以及软件设计两部分内容，以下将进行具体介绍。
1.系统设计原理和流程3.1系统设计原理控制器是家居风光互补发电系统的关键部分，它承担了系统软件输出功率转换的任务，并考虑了各种发电系统的技术标准。
电池充电操作过程完成。
当电流达到最小预设值时，将执行完全充电和放电，以填补可充电电池对锂电池寿命的损害。
当风速互补发电系统软件中没有输出功率输出时，电池将被充电和放电。
当蓄电池在过放电的情况下下充电时，将断开负载并断开供电；当蓄电池的工作电压高于启动电压时，蓄电池将再次充电。
3.2系统控制流程根据中风力发电机，太阳能阵列电池和蓄电池的特性，基于单片机的家居供电系统风光互补控制器的控制流程如见图3-2。
图3-2 风光互补控制器控制流程4．硬件电路的设计4.1系统功能分析本系列产品设计电路是根据ASTC89C52单片式风机保护电路+采用太阳能碳酸电池板保护电路+采用风机驱动发电降压保护能源电路+采用太阳能碳酸锂电池板的充电降压保护能源电路+直流升压能源电路+直流稳压电源线路+交流电源保护电路等技术要求进行设计。
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风光互补智能控制器作为独立供电系统的控制核心要求能够实现以下功能：1、将风力发电机输出的不确定性电能进行转换，供给负载，多余电能存入蓄电池；2、将太阳能板输出的不确定性电能进行转换，供给负载，多余电能存入蓄电池；3、在风能和太阳能不足时控制蓄电池给负载供电。
本设计还需完成以下内容：1、完成3000汉字的与设计内容有关的英文翻译。2、完成毕业设计（论文）开题报告。3、完成中期总结。4、完成毕业实习报告。5、完成设计论文。
3、对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括图表、实物等硬件要求）：
设计成果要求：
在Protel画出控制电路图，写出单片机控制程序并通过调试。
论文：
论文包括：中英文摘要，目录，序言，各阶段的报告，结束语等。论文应是电子版，并打印装订。
4、主要参考文献：
[1] 艾斌，杨洪兴，沈辉等.风光互补发电系统的优化设计Ⅱ匹配设计实例[J].太阳能学报, 2003，24(5).
[2] 王群京，王涛，李国丽..小型风光互补MPPT控制的研究[J].电气传动，2009，39(5).
本设计主要是基于单片机风光互补发电系统智能控制器的设计，通过本毕业设计，主要是使学生系统熟悉和掌握基于单片机的系统设计方法和技能等，培养学生具有综合运用所学的有关理论知识去独立分析、解决实际问题的能力，为其今后从事有关实际工作打下良好基础。
本设计难度较大，应本着实事求是的态度，注重理论与实践相结合，设计成果应体系完整、结构严谨、层次分明。书写论文应论证充分、有理有据，格式、图表和写作规范、统一。
河北建筑工程学院
毕业设计（论文）任务书
课题
名称
基于单片机风光互补发电系统控制器设计
院系：电气工程学院
专业：电子信息工程
班级：电子111
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学号：
起迄日期：2015年3月2日~ 2015年6月28日
设计（论文）地点:
指导教师：顾勇职称：副教授达到的目的：
毕业实习；
算法设计、程序设计及实验（包括中期检查）；
完成毕业设计论文撰写工作；
准备毕业论文答辩。
教研室审查意见：
教研室主任签字：
年月日
院审查意见：
院长签字：
年月日
进入21世纪后全球范围内的能源短缺问题越来越明显，能源危机已经引发了一系列的全球问题。解决能源危机的办法只有一个，那就是建立新的能源体系结构，即在开发新的能源形式和研究新的节能技术相结合的基础上,建立一个新型的清洁、安全、可持续发展的能源系统。许多可再生能源应用技术已进入了商业化应用阶段，而有效的利用太阳能、风能等干净、环保、免费的可再生能源，缓解能源危机，保持可持续发展已经成为全世界研究的热门课题。
[3]李少林，姚国兴.风光互补发电中蓄电池智能脉冲充电技术研究[J].电源技术应用，2009，12(12).
[4] 张毅刚.单片机原理及应用.高等教育出版社，2009
5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：
起迄日期
工作内容
1—4周
5—7周：
8—14周：
第15-16周：
第17周
收集与阅读各种文献资料学习有关理论知识内容，形成系统知识框架（包括外文翻译），提出设计方案并进行系统设计；