基于太陽能光伏發(fā)電的飛輪儲能系統(tǒng)研究

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,能源短缺現(xiàn)象越來越嚴重。對于我國能源的短缺有兩種辦法。一是尋找資源加大對外進口。二是開發(fā)新能源,尤其是可再生能源。而解決問題的根本方法是第二個。其中太陽能光伏發(fā)電技術(shù)已較為成熟,目前已正式應(yīng)用于生產(chǎn)實際中。由于太陽的運行特性,太陽能光伏發(fā)電裝置輸出的能量不均勻,而且在能量轉(zhuǎn)換過程中還有可能損失大量的能量,所以利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的難點在于能量的儲存。國內(nèi)外大多數(shù)的儲能技術(shù)指標難以滿足要求,新型存儲技術(shù)的研究迫在眉睫。而飛了儲能技術(shù)是當前研究較為成熟的技術(shù)之一。 飛輪儲能是一種優(yōu)越的新型儲能技術(shù),它可以從太陽能、電網(wǎng)過剩電能、風能中補充能源,具有高效、安全、綠色、經(jīng)濟等特點,應(yīng)用面非常廣。作為一種純機電的儲能系統(tǒng),由于其具有比能量大、比功率高、無二次污染、壽命長等優(yōu)點,在短時間內(nèi)得到了很快發(fā)展。目前,飛輪儲能技術(shù)已經(jīng)在航天、UPS、電力系統(tǒng)、棍合動力機車等領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用。 本論文設(shè)計了飛輪儲能系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu),并重點對永磁無刷直流電機的電動發(fā)電控制進行了研究。提出了以TMS320F2812 DSP芯片為核心的電動發(fā)電控制系統(tǒng)設(shè)計方案,并對控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計進行了詳細的介紹。基于MATLAB軟件,建立了飛輪儲能系統(tǒng)充放電的電機控制系統(tǒng)模型,對飛輪儲能系統(tǒng)運行過程進行了仿真與分析。充電部分主要實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為機械能。為了保證飛輪在電機的帶動下完成快速充電,以電流和轉(zhuǎn)速為調(diào)整對象,采用PAM調(diào)制和三相逆變電路PWM調(diào)制相配合,以減小啟動電流和轉(zhuǎn)矩脈動,力求構(gòu)建高性能的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)永磁直流無刷電動機系統(tǒng)；放電部分主要實現(xiàn)機械能向電能轉(zhuǎn)化。以母線電壓為調(diào)整對象,利用BOOST升壓變換器,將母線電壓穩(wěn)定在310V左右,再經(jīng)過逆變電路SPWM調(diào)制使其輸出穩(wěn)定的220 V工頻交流電。通過仿真分析結(jié)果表明該系統(tǒng)設(shè)計方案是合理、可靠性較高,達到了預(yù)期的目的,為下一階段的產(chǎn)品開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：太陽能光伏發(fā)電 飛輪儲能 電力電子 直流無刷電動機 DSP
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題概述8-10
• 1.1.1 課題題目及來源8
• 1.1.2 課題的研究背景和意義8-10
• 1.2 飛輪儲能技術(shù)的發(fā)展概況和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 論文主要內(nèi)容14-15
• 第2章 飛輪儲能系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計15-20
• 2.1 飛輪儲能系統(tǒng)的基本原理15-16
• 2.2 飛輪儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.3 飛輪電機的選型設(shè)計17-18
• 2.4 電力電子變換器結(jié)構(gòu)18-19
• 2.5 控制器結(jié)構(gòu)19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第3章 飛輪儲能系統(tǒng)硬件設(shè)計20-36
• 3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)20-24
• 3.1.1 TMS320F2812芯片簡介20-21
• 3.1.2 以TMS320F2812芯片為核心的最小系統(tǒng)設(shè)計21-24
• 3.2 功率主電路24-31
• 3.2.1 充電主電路設(shè)計及器件選擇25-28
• 3.2.2 放電主電路設(shè)計及器件選擇28-31
• 3.3 檢測電路設(shè)計31-34
• 3.3.1 轉(zhuǎn)子位置信號和速度信號檢測31-33
• 3.3.2 電壓、電流檢測33-34
• 3.4 過電流保護電路34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計36-47
• 4.1 主程序流程設(shè)計36-39
• 4.2 系統(tǒng)主要子程序設(shè)計39-42
• 4.2.1 電流檢測計算與換相子程序39-40
• 4.2.2 轉(zhuǎn)子位置的檢測與換向子程序40-41
• 4.2.3 速度計算子程序41-42
• 4.3 PI調(diào)節(jié)程序42-43
• 4.4 中斷子程序設(shè)計43-46
• 4.4.1 捕獲中斷子程序44-45
• 4.4.2 ADC中斷服務(wù)子程序45-46
• 4.4.3 故障中斷子程序46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 MATLAB系統(tǒng)仿真及實驗結(jié)果分析47-56
• 5.1 MATLAB簡介47
• 5.2 永磁無刷直流電機及其控制系統(tǒng)的建模47-53
• 5.2.1 電機本體模型48-52
• 5.2.2 PWM模塊52
• 5.2.3 逆變器模塊52
• 5.2.4 換相邏輯模塊52-53
• 5.3 飛輪加速儲能模式下系統(tǒng)仿真分析53-54
• 5.4 飛輪減速釋能模式下系統(tǒng)仿真分析54-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 第6章 總結(jié)與展望56-58
• 6.1 全文總結(jié)56-57
• 6.2 工作展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-60

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

第九屆中國太陽能光伏會議暨展覽會(2006.11.5-9.中國成都)    

太陽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)化運營的太陽能塔式熱發(fā)電站    臧亞琴;柯惟力;

“并網(wǎng)難”絆住光伏發(fā)電前進腳步    

找準光伏產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢    李峰;

我國初步開發(fā)完成“太陽能光伏發(fā)電預(yù)報系統(tǒng)”    

光伏發(fā)電何時照亮中國?    

全國首家住宅“太陽能光伏建筑示范工程”調(diào)查    邱國福;

國內(nèi)規(guī)模最大的太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電項目投產(chǎn)    

中國將制定光伏發(fā)電平價上網(wǎng)路線圖    宋雪蓮;侯雋;

太陽能光伏發(fā)電預(yù)報數(shù)據(jù)庫設(shè)計研究    唐俊;傅希德;張俊;陳正洪;成馳;

飛輪儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的應(yīng)用研究    潘明明;馬瑾;

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)強度設(shè)計    郝文華;

太陽能光伏發(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;

太陽能光伏發(fā)電風險評價    李偉;李世超;王丹;

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

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計    李大軍;

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

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

居民住宅小區(qū)配電設(shè)計構(gòu)想    李福榮;

我太陽能光伏發(fā)電可望商業(yè)化    記者 王春

以建成新型太陽能光伏發(fā)電廠    記者 鄭曉春

我市舉行太陽能光伏發(fā)電項目合作簽字儀式    記者 劉迎春

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

我區(qū)出臺全國首個管理辦法    記者 王剛

國內(nèi)最大單體太陽能光伏發(fā)電項目即將建成    韓戴男

在積累和創(chuàng)新中前行    本報通訊員 劉慶忠　孫永年

“逐日”西班牙    本報駐西班牙記者 張金江

青海格爾木大型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)成功    王大千

青海格爾木大型太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)成功    

儲能飛輪優(yōu)化設(shè)計理論與方法研究    閆曉磊

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問題研究    熊遠生

飛輪儲能系統(tǒng)及其運行控制技術(shù)研究    張建成

飛輪電池及其混合磁懸浮控制系統(tǒng)的研究    褚海英

纖維纏繞飛輪強度分析與高效永磁軸承設(shè)計    李奕良

可再生能源發(fā)電與微網(wǎng)中儲能系統(tǒng)的構(gòu)建與控制研究    曾杰

飛輪儲能型柔性功率調(diào)控裝置原理及其控制技術(shù)的研究    李剛

混合能源系統(tǒng)若干關(guān)鍵部件的研究    楊歡

汽車制動能量回收系統(tǒng)的研究    萬里翔

微網(wǎng)多目標優(yōu)化運行及控制策略研究    崔明勇

基于太陽能光伏發(fā)電的飛輪儲能系統(tǒng)研究    涂鍵

太陽能光伏發(fā)電項目的后評價及實證研究    孟忠

河南省太陽能光伏發(fā)電發(fā)展前景的研究    郭勇

我國太陽能光伏發(fā)電法律保障制度研究    左媛

屏蔽電機主泵飛輪力學(xué)分析及完整性評價    葛磊

飛輪儲能系統(tǒng)電機設(shè)計與充放電控制仿真研究    李保軍

飛輪儲能系統(tǒng)控制策略研究    張秋爽

自動跟蹤式獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    徐靜

飛輪儲能系統(tǒng)電機設(shè)計與動力學(xué)分析    陳曉

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