光伏發(fā)電儲能電池高效充電與控制技術(shù)的研究

【摘要】：隨著化石能源儲備的迅速減少和環(huán)境問題的日益嚴重，尋求一種綠色環(huán)保、可持續(xù)利用的新能源迫在眉睫。于是太陽能憑借其清潔、無污染、可重復(fù)利用等優(yōu)點受到全世界各國的青睞，而光伏發(fā)電作為太陽能利用的主要形式之一，對其研究具有極其重要的意義。 本文從國際大環(huán)境出發(fā)，對能源危機和化石燃料燃燒所帶來的環(huán)境問題做了簡要的闡述，進而說明了開發(fā)綠色能源的必要性。隨后，通過分析太陽能的特點，進一步討論了光伏發(fā)電的重要意義，并總結(jié)了國內(nèi)外目前的發(fā)展。 本文對獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)進行了深入研究，詳細介紹了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及其各部分的重要性，并通過分析太陽能電池的發(fā)電原理和Ⅰ-Ⅴ特性，得出影響太陽能電池輸出功率的兩個因素，即日照強度和環(huán)境溫度。為了使太陽能電池板輸出最大功率，論文還分析了幾種常用的最大功率點跟蹤方法，通過分析其各自的優(yōu)缺點，最終選用占空比微增法。 此外，本文對幾種常用的DC/DC變換器進行了簡單分析，根據(jù)系統(tǒng)要求選用了SEPIC變換器；同時，對鉛酸蓄電池的工作原理和充電方法進行了介紹，并通過比較幾種不同充電方法的工作特性，選擇了三階段充電法作為鉛酸電池的充電策略。 本文重點研究了變換器的開關(guān)損耗問題，針對該現(xiàn)象，系統(tǒng)引入了軟開關(guān)技術(shù)，將其應(yīng)用于SEPIC變換器當中，并對諧振參數(shù)的設(shè)計進行了推導(dǎo)。通過理論分析和MATLAB/SIMUlink軟件仿真兩方面的結(jié)合，在與未加軟開關(guān)的SEPIC變換器進行效率比較后，得出軟開關(guān)技術(shù)能夠明顯提高SEPIC變換器的效率這一結(jié)論。文章最后詳細介紹了整個系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計，以及所用到的重要元器件，并對所做工作進行了總結(jié)及展望。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 SEPIC 變換器 軟開關(guān)技術(shù) 蓄電池充電
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-12
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.3 主要研究內(nèi)容和任務(wù)10-12
• 第2章 系統(tǒng)總體方案概況12-21
• 2.1 太陽能電池簡介及最大功率點跟蹤途徑12-17
• 2.1.1 太陽能電池簡介12-15
• 2.1.2 最大功率點跟蹤方法15-17
• 2.2 DC/DC 變換器簡介17-19
• 2.3 鉛酸蓄電池工作原理及其充電方式19-21
• 2.3.1 鉛酸蓄電池工作原理19
• 2.3.2 鉛酸蓄電池充電方式19-21
• 第3章 基于軟開關(guān)技術(shù)的 SEPIC 變換器設(shè)計21-30
• 3.1 軟開關(guān)技術(shù)簡介21-22
• 3.2 零電流準諧振 SEPIC 變換器的設(shè)計22-25
• 3.2.1 工作原理概述23-24
• 3.2.2 諧振參數(shù)的設(shè)計24-25
• 3.3 零電壓準諧振 SEPIC 變換器的設(shè)計25-27
• 3.3.1 工作原理概述25-26
• 3.3.2 諧振參數(shù)的設(shè)計26-27
• 3.4 仿真模型及其效率分析27-30
• 第4章 光伏發(fā)電系統(tǒng)硬件設(shè)計30-38
• 4.1 系統(tǒng)的原理框圖30-31
• 4.2 控制采集模塊31-34
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計31-33
• 4.2.2 液晶模塊電路設(shè)計33
• 4.2.3 信號處理電路設(shè)計33
• 4.2.4 按鍵電路的設(shè)計33-34
• 4.3 帶軟開關(guān)的 SEPIC 變換器電路34-36
• 4.3.1 電流傳感器 ACS71234-35
• 4.3.2 限流單信道驅(qū)動器 IR212535-36
• 4.4 蓄電池充電電路設(shè)計36-38
• 第5章 光伏發(fā)電系統(tǒng)軟件設(shè)計38-55
• 5.1 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計38-39
• 5.2 占空比微增法程序設(shè)計39-48
• 5.2.1 CS5460A 的控制命令字和控制寄存器40-46
• 5.2.2 CS5460A 的啟動與校準46-48
• 5.3 蓄電池充電程序設(shè)計48-52
• 5.3.1 TLC561549-50
• 5.3.2 PID 調(diào)節(jié)50-52
• 5.4 液晶顯示程序設(shè)計52-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 總結(jié)55
• 6.2 論文展望55-57
• 參考文獻57-59
• 附錄 159-60
• 附錄 260-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況64

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