10KW碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電控制系統(tǒng)的研究

【摘要】：太陽(yáng)能具有分布廣泛且易于獲取等優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。與塔式和槽式等其它形式的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)相比較碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率最高，并且適合小規(guī)模分散式發(fā)電，對(duì)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有較高研究?jī)r(jià)值。 本文主要對(duì)整個(gè)碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中的雙軸跟蹤部分和初始并網(wǎng)部分進(jìn)行主要研究。雙軸跟蹤部分首先分析了碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上深入研究了太陽(yáng)能熱發(fā)電跟蹤控制方法，確定了可為雙軸跟蹤控制系統(tǒng)跟蹤太陽(yáng)的入射光線提供正確有效的數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)，利用MATLAB對(duì)地平坐標(biāo)系提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真并驗(yàn)證了該坐標(biāo)系統(tǒng)的正確性。其次通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)控制方法的分析，提出了采用視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤與傳感器閉環(huán)跟蹤相結(jié)合的混合跟蹤方法保證聚光器精確跟蹤并降低成本。最后本文詳細(xì)介紹控制軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程，采用基于虛擬儀器控制作為碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電雙軸跟蹤系統(tǒng)的控制部分。選用結(jié)合了簡(jiǎn)單框圖形式開(kāi)發(fā)環(huán)境和“G”語(yǔ)言編程的LabVIEW作為控制軟件，簡(jiǎn)化了繁重的編程工作。硬件部分選用光敏電阻作為傳感器根據(jù)光照強(qiáng)度的變化產(chǎn)生不同的電信號(hào)并利用PCI/PXI-6221型數(shù)據(jù)采集裝置完成數(shù)據(jù)的采集，通過(guò)NI SCC-68實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方法的正確性。 本文對(duì)于控制系統(tǒng)的另一重要環(huán)節(jié)雙饋電機(jī)的初始并網(wǎng)方法進(jìn)行深入研究，利用標(biāo)量分析法和矢量分析法兩種方法分別對(duì)雙饋電機(jī)并網(wǎng)條件進(jìn)行分析，提高了并網(wǎng)過(guò)程的可控性與合閘點(diǎn)選擇的準(zhǔn)確性成功解決了并網(wǎng)時(shí)網(wǎng)側(cè)與機(jī)側(cè)相位不能完全同步而產(chǎn)生巨大的沖擊電流的問(wèn)題。搭建了并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒⒓尤肓四軌驅(qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)電路，主控制電路中利用西門子MICROMASTER440通用型變頻器控制原動(dòng)機(jī)和雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子端，使之滿足雙饋電機(jī)定子電壓幅值、頻率、相位、相序與電網(wǎng)一致的并網(wǎng)條件，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊初始并網(wǎng)。 【關(guān)鍵詞】：碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電 雙軸跟蹤 LabVIEW 雙饋電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM615;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 課題的背景和意義8-13
• 1.1.1 能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)8
• 1.1.2 太陽(yáng)能的利用8-9
• 1.1.3 太陽(yáng)能熱發(fā)電9-13
• 1.2 碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外跟蹤系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)概述16-19
• 1.4.1 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理及應(yīng)用16-17
• 1.4.2 斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程17-19
• 1.5 論文主要工作19-20
• 2 跟蹤系統(tǒng)控制方法與跟蹤規(guī)律的研究20-29
• 2.1 跟蹤系統(tǒng)控制方式與分類20-23
• 2.2 跟蹤系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)23
• 2.3 地球運(yùn)行規(guī)律及坐標(biāo)系的確定23-27
• 2.3.1 地球運(yùn)行的基本規(guī)律23-24
• 2.3.2 坐標(biāo)系統(tǒng)的確定24-27
• 2.4 太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-45
• 3.1 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-38
• 3.1.1 LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹29-33
• 3.1.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路33
• 3.1.3 時(shí)間跟蹤程序設(shè)計(jì)介紹33-35
• 3.1.4 光電跟蹤程序設(shè)計(jì)介紹35-37
• 3.1.5 前面板設(shè)計(jì)37-38
• 3.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-43
• 3.2.1 數(shù)據(jù)采集卡38-39
• 3.2.2 太陽(yáng)位置檢測(cè)電路39-42
• 3.2.3 電機(jī)控制電路42-43
• 3.3 本章小結(jié)43-45
• 4 雙饋電機(jī)特性與并入電網(wǎng)的研究45-65
• 4.1 雙饋電機(jī)相關(guān)實(shí)驗(yàn)46-52
• 4.1.1 雙饋電機(jī)變頻調(diào)速46-48
• 4.1.2 定轉(zhuǎn)子分別接通用變頻器48-50
• 4.1.3 雙饋電機(jī)發(fā)電50-52
• 4.2 雙饋電機(jī)并網(wǎng)合閘52-64
• 4.2.1 定子繞組初始合閘53-56
• 4.2.2 空間矢量分析法56-58
• 4.2.3 轉(zhuǎn)子繞組初始合閘58-60
• 4.2.4 雙饋電機(jī)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)60-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 在學(xué)研究成果72-73
• 致謝73

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