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【摘要】微電網(wǎng)技術(shù)可以提高電力系統(tǒng)，能夠解決傳統(tǒng)分布式發(fā)電，在面臨突發(fā)自然災(zāi)難或是人為災(zāi)難時(shí)起到抗災(zāi)能力,更大程度上減少電力輸送距離問題,并且降低電線的成本投資,確保微電網(wǎng)在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用更經(jīng)濟(jì)、更有效和性能更安全。結(jié)合近代微電網(wǎng)發(fā)展的自身技術(shù)等相關(guān)問題，并和單片機(jī)進(jìn)行分析與探討研究應(yīng)用，且對(duì)微電網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)用作了展望方向。

【關(guān)鍵詞】微電網(wǎng)；單片機(jī)；供電穩(wěn)定性；智能化控制

1研究現(xiàn)狀

微電網(wǎng)是分布式發(fā)電的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是由電力裝置、電力負(fù)荷和分布式供電電源構(gòu)成，是現(xiàn)代全新的發(fā)配電力供電系統(tǒng)，可以作為電力系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行、并網(wǎng)運(yùn)行等，并能有效的將分布式供電電源并網(wǎng)轉(zhuǎn)化成可控性的微電網(wǎng)并網(wǎng)，為電網(wǎng)質(zhì)量也起到了安全性能提高、為穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。

2微電網(wǎng)研究

微電網(wǎng)它是很小的一種規(guī)模式分散獨(dú)立系統(tǒng)，主要是由電力裝置、電力負(fù)荷和服務(wù)功能組成，并能實(shí)現(xiàn)很高的能源效率綜合利用。目前采用了大量的先進(jìn)電力技術(shù)手段，將燃?xì)廨啞⒐夥l(fā)電、風(fēng)電、能源電池等儲(chǔ)能設(shè)備裝置融合在一起。這樣一來更有力提高各地的供電區(qū)域能源的供電充足得到保障、在安全性、穩(wěn)定性確保了電壓，減低內(nèi)部能量損耗，同時(shí)大電網(wǎng)和微電網(wǎng)互為備用，并能為廣大用戶提供不間斷的電源需求。

3單片機(jī)研究設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)：

3.1主控芯片

本系統(tǒng)硬件電路所運(yùn)用宏晶科技公司的STC89C52單片機(jī)作為電路控制核心，芯片性能具有超強(qiáng)抗干擾、低功耗、高性能多位微控制器，是目前理想的首選芯片并跟微電網(wǎng)結(jié)合控制，內(nèi)部具有8K內(nèi)存大小可編程Flash存儲(chǔ)器在系統(tǒng)里面反復(fù)擦寫。STC89C52具有40個(gè)引腳，4個(gè)8位并行I/O端口，分別有：P0、P1、P2、P3、每個(gè)端口有8個(gè)引腳，通過燒寫不同的程序，輸出不同的指令功能整個(gè)芯片共有32根I/O口端口。9引腳是復(fù)位、10、11引腳是程序燒寫端口、20、40引腳是芯片電源正負(fù)供電腳、18、19引腳是時(shí)鐘振蕩，接12MHZ晶振。同時(shí)具有1個(gè)雙位異步串行I/O端口，里面并具有4個(gè)外部中斷源，2個(gè)串行中斷，共6個(gè)中斷源可編程UART串行通道。還有一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)全雙工串行口，3級(jí)加密段位，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器中斷功能。STC89C52具兼容MCS51指令系統(tǒng)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，由8K可反復(fù)擦寫FLASHROM，和128B內(nèi)存的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為之組成的一款低功耗、實(shí)用性的單片機(jī)。

3.2STC89C52單片機(jī)主要特性

（1）具有5個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)、2個(gè)串行中斷。（2）芯片內(nèi)部具有振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，通過晶振體頻率為12MHz和103、104pf微調(diào)電容外接。（3）芯片有四個(gè)8位并行I／O接口P0~P3，通過燒寫程序指令輸出所需要實(shí)現(xiàn)的功能每個(gè)口既可以用作輸入，也可以用作輸出。（4）是一個(gè)8位的微處理器（CPU），具有8K字節(jié)程序的存儲(chǔ)空間、512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間還可以直接使用串口下載。（5）內(nèi)置兩個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器都可以編寫程序來設(shè)置成計(jì)數(shù)形式通過數(shù)碼管、LED屏呈現(xiàn)出來，用來對(duì)外部所需要進(jìn)行算數(shù)或是數(shù)字進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)還可以設(shè)置成定時(shí)方式，根據(jù)計(jì)數(shù)和定時(shí)的結(jié)果設(shè)置實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。（6）芯片具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM內(nèi)存大小是128B，用以存放編寫好的讀／寫的數(shù)據(jù)。（7）具有低功耗空閑和掉電模式，還可以編程UART串行通道，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信達(dá)到速度快、效率高的功效。（8）芯片內(nèi)部程序存儲(chǔ)器ROM內(nèi)存大小為4KB，用以存放編寫好的程序和一些原始數(shù)據(jù)和表格等。

3.3STC89C52單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

在STC89C52系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，該中斷系統(tǒng)由中斷源、中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器、中斷允許控制寄存器和中斷標(biāo)志構(gòu)成。具有2個(gè)優(yōu)先級(jí)0和1，在同一級(jí)別的中斷源并同時(shí)中斷請(qǐng)求，按照規(guī)律優(yōu)先級(jí)后來響應(yīng)所以優(yōu)先級(jí)由高到低分別為:外部0，定時(shí)器0，外部1，定時(shí)器1，串行口。通過芯片內(nèi)部所達(dá)到的這些要求用來實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套，完成跟微電網(wǎng)硬件搭建控制起到不可缺少的核心。

3.4STC89C52單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器

在單片機(jī)與微電網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，需要利用到定時(shí)控制需求，如控制定時(shí)輸出、控制定時(shí)檢測(cè)、計(jì)數(shù)定時(shí)掃描等這些運(yùn)用；并還要對(duì)外部功能指令進(jìn)行計(jì)數(shù)，在STC89C52單片機(jī)內(nèi)部集成有2個(gè)可編學(xué)程序的定時(shí)和計(jì)數(shù)器功能。根據(jù)T0和T1兩個(gè)功能，既可以工作為定時(shí)模式和計(jì)數(shù)模式來實(shí)現(xiàn)，并且T1還可以通過串行口的方式做成波特率發(fā)生器。所以根據(jù)對(duì)STC89C52芯片展開深入研究用于跟微電網(wǎng)核心控制應(yīng)用是大大滿足于所需的要求、功效、性能、兼容性、實(shí)用性的選擇。

4以單片機(jī)融合微電網(wǎng)深度學(xué)習(xí)研究

微電網(wǎng)也包括光伏設(shè)備及蓄電池控制硬件，本設(shè)計(jì)中儲(chǔ)能蓄電池起到給單片機(jī)長(zhǎng)時(shí)間滿足供電的需求和控制調(diào)節(jié)與微電網(wǎng)電能的作用。也是給控制電路提供電壓與輸出穩(wěn)定功率給后面工作起到重要保障，并且利用微電網(wǎng)光伏核心發(fā)電方式以直流電為主，同時(shí)提供蓄電池充電和放電。讓單片機(jī)時(shí)刻處于有電工作狀態(tài)，它是系統(tǒng)能量管理的最核心部分。為了能讓單片機(jī)處于長(zhǎng)時(shí)間工作單靠蓄電池遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，本設(shè)計(jì)還考慮到增加太陽能兩者相互并存供電。當(dāng)光照強(qiáng)度過大時(shí)因蓄電池電容量不足時(shí)就采取太陽能供電方式，這兩者切換供電之間還需要一個(gè)逆變器實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中考慮到功率輸出問題，因此采用MPPTM逆變器控制方式來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)蓄電池充電滿后，就換恒流源充電反之就是蓄電池放電，太陽能進(jìn)行供電，這樣不單可以實(shí)現(xiàn)兩者功率平衡還解決了擔(dān)心斷電不能長(zhǎng)時(shí)間工作控制的問題。蓄電池硬件控制有多種形式存在，有串并聯(lián)、多路控制、脈寬調(diào)制、智能型等，因此從以上多種控制電路形式和技術(shù)角度范圍去考慮，且選擇智能型控制形式且利用單片機(jī)對(duì)微電網(wǎng)以及光伏系統(tǒng)的運(yùn)用。對(duì)所選的蓄電池在充滿電與放電運(yùn)行工作中實(shí)際參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格采集比對(duì)，兩者融合符合我們電路控制策略同時(shí)并達(dá)到此次電路設(shè)計(jì)要求、目的是一致的。在電路中單片機(jī)STC89C52控制芯片，在信息準(zhǔn)確精準(zhǔn)有效的采集考慮進(jìn)行利用8位高精度的ADC0809CCN芯片A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)要求。為能清楚觀察數(shù)據(jù)跳動(dòng)參數(shù)并采用LCD1602液晶顯示，同時(shí)便于控制還添加了4X4的矩陣鍵盤和報(bào)警提示的蜂蜜器。在每個(gè)芯片之間并采用串口通信接口方便燒寫程序，也在單片機(jī)I/O口上添加了多種類型的傳感器，電壓、濕度、光照、溫度等。當(dāng)這些不同類型起到不同控制作用的傳感器采集到信息時(shí)，利用8位高精度A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器傳送到STC89C52單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，待整理后再將數(shù)據(jù)傳送到被控現(xiàn)場(chǎng)中心。并能通過互聯(lián)網(wǎng)中的以太網(wǎng)通信，多種傳感器并存為的是全方面采集周圍環(huán)境情況，確保單片機(jī)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸。

5結(jié)論

在電路研究設(shè)計(jì)中選取STC89C52單片機(jī)控制為核心，并多次做了數(shù)據(jù)的比對(duì)選取，給運(yùn)用在微電網(wǎng)的與供電電壓的控制環(huán)節(jié)中的誤差以及整個(gè)電路控制穩(wěn)定性、效率、功耗、損耗等做了參考，最終結(jié)果要想保證微電網(wǎng)電壓控制，起到尤為最重要的關(guān)鍵是蓄電池在儲(chǔ)能持久不斷電、穩(wěn)定性的控制方案。對(duì)于整個(gè)電路結(jié)合研究表明STC89C52的選取和高精度ADC0809CCN數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換器的相互采用才能更好結(jié)合實(shí)現(xiàn)，還有RS232芯片數(shù)據(jù)串口通信，為了保證數(shù)據(jù)可靠性、準(zhǔn)確并精準(zhǔn)無誤增加了LCD1602液晶顯示屏，在操作輸入指令控制這塊也添加了4X4矩陣按鍵，更有效去調(diào)節(jié)和設(shè)定相關(guān)的數(shù)據(jù)和指令，讓控制電路去完成與微電網(wǎng)的結(jié)合運(yùn)用。在儲(chǔ)能電壓及和蓄電池的電路設(shè)計(jì)控制方法，最終采用了智能MPPT電壓逆變控制研究方法。更有效保證了充放電，電壓能量轉(zhuǎn)換過程中安全、快捷方便。經(jīng)過以上設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果，選取微電網(wǎng)電源該系統(tǒng)具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)性好的優(yōu)點(diǎn)，是普遍值得推廣的經(jīng)濟(jì)能源電源，具有效率高、輸出電壓穩(wěn)定等特點(diǎn)。

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作者:羅赟 符樹全 單位:南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院