太陽(yáng)能光伏發(fā)電增氧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研制

【摘要】：隨著國(guó)際能源需求的日益增加,環(huán)境的日益惡化,太陽(yáng)能成了人類(lèi)普遍關(guān)注的新能源。人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能的應(yīng)用開(kāi)發(fā)具有重大的戰(zhàn)略意義。目前光伏發(fā)電在國(guó)內(nèi)外已被廣泛采用,很多城市都在爭(zhēng)相興建大型光伏電站。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,小功率用電設(shè)備的使用非常普遍,如溫室通風(fēng)扇、卷簾減速機(jī)以及小型增氧機(jī)等等,這些都是用電設(shè)備。尤其在偏遠(yuǎn)地區(qū),相對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸電的損耗,獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)特別具有現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)以上問(wèn)題,以增氧機(jī)為例設(shè)計(jì)了一種可以獨(dú)立發(fā)電的小功率增氧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),可為小型的魚(yú)塘提供增氧和曝氣功能。尤其在偏遠(yuǎn)地區(qū)或者缺電少電的地區(qū)提供能夠獨(dú)立工作的太陽(yáng)能光伏發(fā)點(diǎn)增氧系統(tǒng),為養(yǎng)殖戶提供方便。 本文以光伏增氧驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,從系統(tǒng)容量和參數(shù)的設(shè)計(jì)、DC/DC電路、最大功率跟蹤方法、逆變電路、控制策略及充放電保護(hù)等方面作了詳細(xì)的分析和研究。首先對(duì)光伏發(fā)電的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)作了詳細(xì)的分析,并對(duì)光伏發(fā)電的特點(diǎn)和主要模式做了闡述。光伏電池是決定發(fā)電效率即能源利用率的的關(guān)鍵點(diǎn),為了充分利用光伏電池的輸出能量,對(duì)常用的DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和最大功率跟蹤方法作了分析比較,結(jié)合光伏電池的輸出功率特性,設(shè)計(jì)出了升降壓變換和擾動(dòng)控制方法相結(jié)合的電路控制光伏電池的工作點(diǎn),實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的最大功率跟蹤。通過(guò)對(duì)蓄電池的基本特性與充放電要求的研究與分析,設(shè)計(jì)了蓄電池的三階段模式充電方法。充電過(guò)程是快速充電、恒壓充電以及浮充電三種狀態(tài)。該方法保證了蓄電池在各個(gè)階段都采取最優(yōu)的充電方式,達(dá)到最佳的效果。其次對(duì)逆變?cè)?、逆變主電路的拓?fù)浜涂刂品椒ㄗ髁溯^為詳細(xì)的研究。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了帶有PI調(diào)節(jié)的全橋逆變電路。根據(jù)控制方案設(shè)計(jì)了以單片機(jī)dsPIC30F2010為控制核心,包括驅(qū)動(dòng)、采樣、保護(hù)及顯示功能齊全的軟硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠。 最后根據(jù)設(shè)計(jì)出的電路印制出電路板,實(shí)現(xiàn)硬件連接,進(jìn)行了系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試。接入變壓器和負(fù)載進(jìn)行總體調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,產(chǎn)生了可靠、穩(wěn)定、失真度小、波動(dòng)率小的高質(zhì)量的正弦波,使得系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電、最大功率控制和逆變,最終使得增氧電機(jī)正常工作。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 逆變電路 蓄電池充放電 增氧電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景和意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)11-14
• 1.2.1 國(guó)外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 我國(guó)光伏發(fā)電的現(xiàn)狀12-14
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第二章 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)16-24
• 2.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成16-18
• 2.1.1 太陽(yáng)能電池方陣16-17
• 2.1.2 蓄電池組17
• 2.1.3 控制器17-18
• 2.1.4 逆變器18
• 2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)容量設(shè)計(jì)18-22
• 2.2.1 蓄電池容量設(shè)計(jì)18-20
• 2.2.2 太陽(yáng)能電池方陣容量設(shè)計(jì)計(jì)算20-22
• 2.3 增氧機(jī)的選型22-24
• 第三章 控制器的分析與設(shè)計(jì)24-39
• 3.1 蓄電池的特性及充放電要求24-30
• 3.1.1 蓄電池的基本特性24-27
• 3.1.2 蓄電池的充放電要求27-28
• 3.1.3 光伏系統(tǒng)中蓄電池的充電方法28-29
• 3.1.4 鉛酸蓄電池的過(guò)充、過(guò)放保護(hù)電路的設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 DC/DC變換電路的分析與設(shè)計(jì)30-33
• 3.2.1 Buck變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理30-31
• 3.2.2 Boost變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理31
• 3.2.3 Buck-Boost變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及工作原理31-32
• 3.2.4 Cuk變換器的結(jié)構(gòu)及原理分析32-33
• 3.3 光伏陣列最大功率點(diǎn)跟蹤方法的比較33-37
• 3.3.1 光伏電池的輸出功率特性33-34
• 3.3.2 常用最大功率點(diǎn)跟蹤方法的研究34-37
• 3.4 具有MPPT功能DC/DC控制器的實(shí)現(xiàn)37-39
• 第四章 逆變電路的分析與設(shè)計(jì)39-52
• 4.1 逆變技術(shù)的分類(lèi)39
• 4.2 逆變技術(shù)的原理39-43
• 4.2.1 推挽逆變電路40-41
• 4.2.2 半橋逆變電路41-42
• 4.2.3 全橋逆變電路42-43
• 4.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變電路的結(jié)構(gòu)分析43
• 4.4 逆變主電路設(shè)計(jì)43-44
• 4.5 控制電路的設(shè)計(jì)44-45
• 4.6 開(kāi)關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)45-47
• 4.7 MOS管驅(qū)動(dòng)電路47-48
• 4.8 采樣保護(hù)電路設(shè)計(jì)48-50
• 4.9 閉環(huán)調(diào)節(jié)電路(PI控制)50-51
• 4.10 顯示電路51-52
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)52-58
• 5.1 MPLAB IDE簡(jiǎn)介52
• 5.2 主程序流程圖52-53
• 5.3 A/D轉(zhuǎn)換子程序53-56
• 5.4 PWM調(diào)節(jié)子程序56-58
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果58-62
• 6.1 單個(gè)MOS管的驅(qū)動(dòng)波形58
• 6.2 對(duì)角兩個(gè)MOS管的驅(qū)動(dòng)波形58-59
• 6.3 同一橋臂上兩個(gè)MOS管的驅(qū)動(dòng)波形59
• 6.4 同一橋臂上兩個(gè)MOS管的死區(qū)時(shí)間波形59-60
• 6.5 閉環(huán)反饋電壓波形60-61
• 6.6 系統(tǒng)總體調(diào)試61-62
• 第七章 結(jié)論與展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄A 部分程序67-70
• 附錄B 主電路原理圖70-71
• 附錄C 控制電路原理圖71-73
• 致謝73-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75

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第九屆中國(guó)太陽(yáng)能光伏會(huì)議暨展覽會(huì)(2006.11.5-9.中國(guó)成都)    

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)    唐征岐;虞輝;

太陽(yáng)能輔助燃煤一體化熱發(fā)電系統(tǒng)    楊勇平;

世界首座商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電站    臧亞琴;柯惟力;

“并網(wǎng)難”絆住光伏發(fā)電前進(jìn)腳步    

找準(zhǔn)光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)    李峰;

我國(guó)初步開(kāi)發(fā)完成“太陽(yáng)能光伏發(fā)電預(yù)報(bào)系統(tǒng)”    

光伏發(fā)電何時(shí)照亮中國(guó)?    

全國(guó)首家住宅“太陽(yáng)能光伏建筑示范工程”調(diào)查    邱國(guó)福;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)研究    唐俊;傅希德;張俊;陳正洪;成馳;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)    郝文華;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑一體化技術(shù)在節(jié)能建筑中的應(yīng)用    張萍;郭偉;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)    李偉;李世超;王丹;

并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤技術(shù)研究    傅家祥;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    李大軍;

基于太陽(yáng)能技術(shù)的LED燈在住宅公共照明中的應(yīng)用    韓慧鋒;張騫;孫鵬飛;

西藏太陽(yáng)能光伏發(fā)電和水利發(fā)電的利弊分析    姜南;黃燕;崔容強(qiáng);

居民住宅小區(qū)配電設(shè)計(jì)構(gòu)想    李福榮;

并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特性及自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用    葉漫紅;

我太陽(yáng)能光伏發(fā)電可望商業(yè)化    記者 王春

以建成新型太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠    記者 鄭曉春

我市舉行太陽(yáng)能光伏發(fā)電項(xiàng)目合作簽字儀式    記者 劉迎春

太陽(yáng)能光伏發(fā)電解決通信系統(tǒng)供電難題    中興通訊 李方明

我區(qū)出臺(tái)全國(guó)首個(gè)管理辦法    記者 王剛

國(guó)內(nèi)最大單體太陽(yáng)能光伏發(fā)電項(xiàng)目即將建成    韓戴男

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青海格爾木大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)成功    王大千

青海格爾木大型太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)成功    

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微網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行及控制策略研究    崔明勇

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自動(dòng)跟蹤式獨(dú)立太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    徐靜

太陽(yáng)能光伏發(fā)電單元綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    郭莉

太陽(yáng)能光伏發(fā)電建筑一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究    梁盼

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行分析    靳志會(huì)