光伏發(fā)電直流電能控制系統(tǒng)的研究

【摘要】：目前環(huán)境問題越來越嚴(yán)重,尤其是這兩年以來的PM2.5的問題以及發(fā)生在大城市中的霧霾現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。而化石能源的燃燒可以說是環(huán)境問題的追魁禍?zhǔn)?解決這個(gè)問題已經(jīng)迫在眉睫。太陽能資源在全球范圍內(nèi)分布廣泛,并且分布容量非常巨大,因而其受關(guān)注的程度越來越高,所以目前越來越多的國(guó)家開始關(guān)注太陽能發(fā)電技術(shù)。但是,由于各種政策原因以及光伏電池板的造價(jià)昂貴、轉(zhuǎn)換效率偏低等一系列問題,大大制約了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。要提高該系統(tǒng)的利用的效率,就不得不對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)算法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。正因如此,本文以此為研究?jī)?nèi)容,將深入的針對(duì)光伏發(fā)電直流電能控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,重點(diǎn)研究的是最大功率跟蹤控制算法以及蓄電池充放電算法,最后在TMS320F2812 DSP開發(fā)平臺(tái)上完成整體直流電能的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文的主要工作如下:1、對(duì)光伏組件和蓄電池進(jìn)行選型,并對(duì)于DC-DC變換主電路和蓄電池充放電主電路進(jìn)行設(shè)計(jì)及選型,并在MATLAB軟件平臺(tái)上進(jìn)行具體的仿真分析。2、在電力電子變換裝置的硬件平臺(tái)上編寫一種穩(wěn)定的最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法,通過MPPT控制實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電能通過電力電子變換裝置進(jìn)行最大功率點(diǎn)的跟蹤控制。3、編寫一套可靠的蓄電池控制算法,對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行控制,即對(duì)鉛酸蓄電池進(jìn)行充放電的控制。在光照充足時(shí)在不影響蓄電池安全性能的情況下對(duì)蓄電池進(jìn)行最大限度的充電,并在光照不足的條件下合理控制蓄電池放電。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 直流電能 最大功率點(diǎn)跟蹤 蓄電池充放電
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 前言10-11
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)分類及基本結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.1 獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)11-12
• 1.2.2 并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)12-13
• 1.3 直流電能控制技術(shù)的難點(diǎn)13
• 1.4 本論文主要研究?jī)?nèi)容13-16
• 第2章 直流電能控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)16-22
• 2.1 設(shè)計(jì)規(guī)格16
• 2.2 設(shè)計(jì)方案16-21
• 2.2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2.2 控制算法18
• 2.2.3 控制器的選取18-19
• 2.2.4 太陽能電池19-20
• 2.2.5 直流變換器20
• 2.2.6 光伏蓄電池20-21
• 2.2.7 蓄電池控制器21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)22-36
• 3.1 DC/DC 變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)22-23
• 3.2 前端直流升壓主電路設(shè)計(jì)23-28
• 3.2.1 前端BOOST電路的設(shè)計(jì)原理24-27
• 3.2.2 前端BOOST電路的參數(shù)設(shè)計(jì)27
• 3.2.3 前端BOOST電路其它器件的選型27-28
• 3.3 蓄電池充電主電路設(shè)計(jì)28-32
• 3.3.1 蓄電池充電電路的設(shè)計(jì)原理29-31
• 3.3.2 蓄電池充電電路的參數(shù)設(shè)計(jì)31
• 3.3.3 蓄電池充電電路其他器件的選型31-32
• 3.4 蓄電池放電主電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.4.1 蓄電池放電電路的參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
• 3.4.2 蓄電池放電電路其他器件的選型33
• 3.5 本章小結(jié)33-36
• 第4章 最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法36-56
• 4.1 太陽能電池特性36-39
• 4.1.1 太陽能電池等效電路36-37
• 4.1.2 太陽能電池的輸出特性37-39
• 4.2 最大功率點(diǎn)跟蹤原理39-40
• 4.3 常見的最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法40-46
• 4.3.1 定壓追蹤法40-42
• 4.3.2 擾動(dòng)觀測(cè)法42-44
• 4.3.3 導(dǎo)納增量法44-45
• 4.3.4 其它控制法45-46
• 4.4 最大功率跟蹤控制算法的仿真研究46-54
• 4.4.1 仿真平臺(tái)介紹46
• 4.4.2 太陽能電池模型的建立46-48
• 4.4.3 最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法的仿真建模與分析48-49
• 4.4.4 擾動(dòng)觀測(cè)法的仿真與分析49-51
• 4.4.5 導(dǎo)納增量法的仿真與分析51-54
• 4.4.6 仿真結(jié)果比較分析54
• 4.5 本章小節(jié)54-56
• 第5章 光伏蓄電池充放電控制算法56-74
• 5.1 光伏蓄電池的原理及特性56-59
• 5.1.1 蓄電池的結(jié)構(gòu)56-57
• 5.1.2 蓄電池的工作原理57-58
• 5.1.3 光伏蓄電池的主要參數(shù)58-59
• 5.2 常見的蓄電池充電算法59-62
• 5.2.1 恒流充電法59-60
• 5.2.2 恒壓充電法60
• 5.2.3 分段式充電法60-62
• 5.3 蓄電池充電算法的仿真研究62-69
• 5.3.1 蓄電池模型的建立62
• 5.3.2 恒流充電法仿真62-64
• 5.3.3 恒壓充電法仿真64-66
• 5.3.4 分段式充電法仿真66-68
• 5.3.5 仿真結(jié)果比較分析68-69
• 5.4 常見的蓄電池放電算法69-70
• 5.4.1 放電電壓控制法69
• 5.4.2 放電電流控制法69-70
• 5.4.3 放電深度控制法70
• 5.5 蓄電池放電控制仿真研究70-72
• 5.6 本章小結(jié)72-74
• 第6章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 工作總結(jié)74
• 6.2 工作展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80

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