【成果简介】

为进行光伏组件发电效率与电能质量优化提升方面的研究，本人指 导学生搭建了以西门子 S7-1200 PLC 为核心的双轴全方位太阳跟踪与离 并网测试平台，包含手/自动跟踪模式切换功能，采用 RS485 串 口通信协 议集成光照、温湿度和姿态传感器实时监测跟踪情况及环境参数变化， 支持半实物仿真以优化运动控制、MPPT 算法设计改进等，基于 Reda 算 法开发程序可实时计算太阳位置，并通过四象限光敏检测装置补偿跟踪 精度，可拆卸模拟光源方便人员进行室内外实验研究与数字孪生开发。 另搭建了光伏阵列与 DC-DC 、DC-AC 拓扑仿真模型，可模拟组件连接 方式与工作状态，进行 MPPT 、储能、并网等多种算法的验证。 自主设 计了 STM32F103ZET6 核心板驱动控制的单相全桥逆变电路，提出了一种 可调电容漏电流补偿方法及其控制系统的发明专利， 目前已公开受理， 旨在减小因电路寄生电容产生的漏电流，确保逆变电路的安全可靠运行。 

【技术指标】

( 1)视日轨迹跟踪与光电跟踪通过 PLC 控制驱动双轴电机可在室外 条件下对太阳进行全天候及全方位高精度无扰动跟踪，基于电压电流环 结合最优 MPPT 算法控制 DC-DC 电路实现最大功率点跟踪；

(2)可拆卸模拟光源可进行室内不同光照情形下的发电实验测试，配 合 RS485 串 口通讯获取传感器数据实现工况监控与同步仿真，同时便于 后续数字孪生等技术的研发；

(3)基于 STM32F103ZET6 最小系统板开发了逆变与光储互补 C 语言代 码程序，可实现各种交直流负载下电能的高效利用与回收。

【技术成熟度】 

正在研发

【应用情况】

在室外晴朗天气条件下进行了PLC 程序与各传感器通讯的初步测试， 跟踪效果良好，并实现与上位机同步仿真；开发基于 PID 调节的 MPPT     算法，使用 PLC 与 STM32 两种控制器驱动 DC-DC Boost 拓扑电路并连  接直流 LED 负载实现最大功率点跟踪，测试波形平滑，供电质量可靠。 未来有望助力推动太阳能充放电控制器、并网柜、智能电表及高效储能  电池组等一系列关键设备与技术的研发，发挥其在新能源工程项目中的  积极示范作用。