一種新型的光伏水泵系統(tǒng)

【摘要】：在目前蓬勃發(fā)展的光伏產(chǎn)業(yè)中,光伏水泵系統(tǒng)已成為其中的一個重要分支,光伏水泵系統(tǒng)是直接利用太陽電池光生伏特效應(yīng)發(fā)電,之后通過一系列電力電子、電機、水泵等控制及執(zhí)行環(huán)節(jié)實現(xiàn)在江河湖泊或深井中提水的系統(tǒng),該系統(tǒng)是光、機、電、控制技術(shù)等多學科交叉、結(jié)合的體現(xiàn)。隨著太陽電池及電力電子技術(shù)的不斷進步,全球光伏水泵的技術(shù)及應(yīng)用也突飛猛進地在發(fā)展。 本文擬研發(fā)一種基于蓄電池儲能啟動技術(shù)的新型三相交流光伏水泵系統(tǒng),專門針對采用交流水泵的光伏提水系統(tǒng)存在的光伏電池組件輸出效率不高、交流水泵的啟動電流過大、電池與水泵功率配比不佳等問題而設(shè)計。作者所做工作具體如下： 1)由于光伏系統(tǒng)的工作狀態(tài)容易受到如光照強度、環(huán)境溫度等各種因素的影響,本文將對這些影響因子進行深入分析,找到合適的解決方法,以實現(xiàn)系統(tǒng)輸出效率的最大化 2)由于最大功率跟蹤(MPPT, Maximum Power Point Tracking)技術(shù)可使光伏系統(tǒng)始終工作于最大功率點,本文研究了現(xiàn)有的國內(nèi)外MPPT算法,對MPPT方法進行融合和改造,在引入原MPPT方法的優(yōu)點的同時,試著緩解或消除其缺陷,提出一種適用于光伏水泵系統(tǒng)且較傳統(tǒng)MPPT方法更加高效可靠的改進型方法—CVT-IST法。并將該方法與一種改進的掃描方法一嵌套掃描法相結(jié)合,相較于順序掃描方法,該掃描方法擁有可以在更少的采樣工作點中獲得具有最大功率工作點的能力。通過基于matlab/simulink的光伏系統(tǒng)的仿真實驗,驗證了該方法在保證精確度的前提下,可以有效地減少采樣電壓和電流的數(shù)量,從而減少計算量,提高掃描效率。 3)對光伏水泵系統(tǒng)的組成部分進行了詳細介紹,設(shè)計基于電池儲能啟動技術(shù)的新型光伏水泵系統(tǒng)。研究和設(shè)計系統(tǒng)各個組成模塊包括光伏電池組件、控制器、逆變器、水泵等,實現(xiàn)系統(tǒng)各個模塊的最佳配比,對改進型的光伏水泵系統(tǒng)進行測試,分析測試結(jié)果,對系統(tǒng)存在的問題給出相應(yīng)的改進措施,進一步提高系統(tǒng)性能。 在內(nèi)容安排上,第一章對光伏水泵系統(tǒng)的的基本原理和組成做了簡單介紹,同時詳細論述了光伏水泵系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用情況；第二章主要介紹太陽能電池的相關(guān)內(nèi)容,討論了影響光伏電池輸出效率的因素,并給出了相應(yīng)的應(yīng)對措施；第三章介紹CVT-IST法的研究與設(shè)計；第四章介紹改進型光伏水泵系統(tǒng)的設(shè)計、測試；第五章為總結(jié)與展望。 【關(guān)鍵詞】：光伏水泵 最大功率點跟蹤 儲能啟動
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM914.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 光伏水泵系統(tǒng)簡介10-11
• 1.2 光伏水泵系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 光伏水泵的應(yīng)用情況及存在著的問題12-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 2 光伏電池輸出特性研究15-21
• 2.1 光伏電池簡介15
• 2.2 光伏電池的數(shù)學模型15-17
• 2.3 光照強度對光伏電池輸出特性的影響及應(yīng)對措施17-19
• 2.3.1 光照強度對光伏電池輸出特性的影響17-18
• 2.3.2 應(yīng)對措施18-19
• 2.4 溫度對光伏電池輸出特性的影響及應(yīng)對措施19-20
• 2.4.1 溫度對光伏電池輸出特性的影響19
• 2.4.2 應(yīng)對措施19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 3 光伏MPPT方法研究21-35
• 3.1 傳統(tǒng)MPPT方法21-24
• 3.1.1 CVT方法21-22
• 3.1.2 P&O方法22
• 3.1.3 INC方法22-23
• 3.1.4 IST方法23-24
• 3.3 基于智能算法的MPPT方法24-26
• 3.3.1 基于數(shù)學尋優(yōu)的MPPT方法24-25
• 3.3.2 基于模糊邏輯的MPPT方法25
• 3.3.3 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的MPPT方法25-26
• 3.4 改進型MPPT方法研究26-27
• 3.4.1 CVT-IST方法26-27
• 3.4.2 改進的CVT-IST方法27
• 3.5 基于CVT-IST方法的實驗研究27-34
• 3.5.1 光伏電池的仿真模型27-28
• 3.5.2 DC/DC變換器模塊28-29
• 3.5.3 CVT-IST及其改進方法的仿真模型29-31
• 3.5.4 改進型MPPT仿真實驗31-33
• 3.5.5 實驗總結(jié)33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 4 光伏水泵系統(tǒng)的設(shè)計35-53
• 4.1 光伏水泵系統(tǒng)構(gòu)成35-39
• 4.1.1 光伏水泵35-36
• 4.1.2 逆變器36-37
• 4.1.3 軟啟動器37-38
• 4.1.4 蓄電池38-39
• 4.2 光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計39-47
• 4.2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案39-40
• 4.2.2 光伏陣列設(shè)計40-41
• 4.2.3 電池儲能啟動控制策略41-43
• 4.2.4 主控制器設(shè)計43-47
• 4.3 系統(tǒng)測試47-52
• 4.3.1 測試一48-49
• 4.3.2 測試二49-51
• 4.3.4 測試三51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-58
• 附錄58

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光伏水泵應(yīng)用優(yōu)勢的研究    劉旭帥;王燕;

硅半導體太陽能電池進展    李懷輝;王小平;王麗軍;劉欣欣;梅翠玉;劉仁杰;江振興;趙凱麟;

并網(wǎng)光伏系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制的一種改進措施及其仿真和實驗研究    楊海柱;金新民;

非對稱模糊PID控制在光伏發(fā)電MPPT中的應(yīng)用    張超,何湘寧

基于最優(yōu)梯度法MPPT的三相光伏并網(wǎng)逆變器    官二勇;宋平崗;葉滿園;

幾種光伏系統(tǒng)MPPT方法的分析比較及改進    徐鵬威;劉飛;劉邦銀;段善旭;

太陽能電池MPPT方法的初值問題及其實驗研究    朱湘臨;廖志凌;劉國海;

擾動觀察法能量損耗研究    陳歡;張興;譚理華;

基于DSP小型光伏水泵控制系統(tǒng)研究    叢進;莫岳平;張麗麗;江東流;

基于最優(yōu)梯度MPPT控制的光伏水泵系統(tǒng)    劉洋;蘇建徽;羅皓澤;朱亦丹;

光伏水泵系統(tǒng)及其控制的研究    蘇建徽

具有光伏水泵控制功能的新型變頻調(diào)速系統(tǒng)研究    陳建華

光伏水泵變頻器的設(shè)計    賀文濤;蘇建徽;張國榮;

基于68HC908MR16單片機的光伏水泵控制器的設(shè)計    公平;孫佩石;蘇建徽;

太陽能低壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計    阮景義;蘇建徽;李桂臣;

太陽電池的負載匹配理論與負載變換技術(shù)    王康模;陳長纓;于志剛;劉興華;劉小沖;趙俊;

ITO/Si/Al結(jié)構(gòu)太陽電池pn結(jié)光電特性仿真研究    施敏;王強;孫玲;

基于電流單參量控制的MPPT系統(tǒng)的設(shè)計    洪岳;陳長纓;王康模;鄧韡;傅倩;

光伏模擬器的設(shè)計及仿真驗證    楊文燮;胡仁杰;盧志偉;

可再生能源在我國設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用    孫先鵬;鄒志榮;郭康權(quán);李建明;

通用變頻器在光伏水泵系統(tǒng)中的應(yīng)用    張志剛;杜雪芳;蘇建徽;

具有光伏水泵控制功能通用變頻器的研制    焦道海;蘇建徽;孫燕霞;

基于OIF-Elman網(wǎng)絡(luò)的光伏電源最大功率點跟蹤方法研究    蘇剛;龔?fù)?潘雷;高瑞;王貝貝;

基于dsPIC的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究    葉剛;

基于動態(tài)電容充電的光伏陣列Ⅰ-Ⅴ測試儀    張國榮;瞿曉麗;蘇建徽;劉寧;董康;

風光柴互補發(fā)電系統(tǒng)最大功率控制策略研究    馮乾;趙沛坤;梁俊霞;朱安西;施輝偉;朱炯;涂潔磊;

太陽能光伏水泵的控制研究    王飛;趙彥;周毅人;余世杰;沈玉梁;

一種用于光伏系統(tǒng)的改進型最大功率點跟蹤方法    胡希文;張建文;王剛;卓自明;

獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點跟蹤控制    孫亞寧;

光伏發(fā)電系統(tǒng)中MPPT算法的研究與分析    徐亮;翟慶志;王寧;

光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究    徐曉冰

基于Z拓撲的光伏并網(wǎng)逆變器研究    程如岐

光伏發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及電動汽車充電站可靠性研究    于蓉蓉

太陽能電動車關(guān)鍵技術(shù)研究    李春芳

微電源并網(wǎng)同步檢測與定功率輸出控制技術(shù)研究    龔宇雷

基于Z源網(wǎng)絡(luò)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究    劉鴻鵬

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究    胡義華

分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)供能系統(tǒng)研究    袁建華

脈沖激光沉積法制備FeS_2薄膜的性能以及表面，應(yīng)力特征    欒兆菊

風力發(fā)電與光伏發(fā)電系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定研究    黃漢奇

基于DSP的單級式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究    耿興華

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的研究及應(yīng)用    李明

模糊控制在光伏最大功率追蹤預(yù)測中的應(yīng)用與研究    陳亞峰

太陽能行業(yè)中技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)的現(xiàn)狀、問題和對策    沈達

光伏水泵系統(tǒng)控制策略研究    陳廣華

一種新型的太陽能光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的研究    劉鳳龍

并網(wǎng)光伏電站模型及其運行特性研究    許曉艷

微網(wǎng)運行仿真研究    翟津川

太陽能光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)    王鑫磊

大型光伏電站接入電網(wǎng)的技術(shù)和特性研究    張琪祁

通用變頻器在光伏水泵系統(tǒng)中的應(yīng)用    張志剛;杜雪芳;蘇建徽;

薄膜太陽能電池的研究進展    章詩;王小平;王麗軍;朱玉傳;林石裕;顧應(yīng)展;田健健;周成琳;

光伏水泵系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計    袁立強,趙爭鳴,陳昆侖,姜建國

光伏電源最大功率點跟蹤控制方法研究    雷元超,陳春根,沈駿,黃躍杰,陳國呈

逆變器數(shù)字多環(huán)控制技術(shù)研究    李俊林,熊健,康勇

無功補償技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島檢測中的應(yīng)用    禹華軍,潘俊民

基于輸出參數(shù)的光伏電池最大功率點控制    傅誠;陳鳴;沈玉樑;余世杰;

光伏系統(tǒng)中最大功率跟蹤的研究    王飛;余世杰;蘇建徽;沈玉梁;

采用最大功率點跟蹤的光伏并網(wǎng)逆變器研究    王飛,余世杰,蘇建徽,沈玉梁

基于狀態(tài)空間平均法的單相逆變器控制建模    王歸新,康勇,陳堅

基于DSP的變速恒頻電源數(shù)字變換器平臺    陳新

光伏水泵系統(tǒng)及其控制的研究    蘇建徽

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙為

直流無刷電機驅(qū)動光伏水泵控制技術(shù)的研究    鮑勝華

具有TMPPT功能的數(shù)字式光伏水泵系統(tǒng)的設(shè)計    鄭詩程,蘇建徽,沈玉粱,余世杰

光伏水泵系統(tǒng)的數(shù)字仿真    何慧若,余世杰,漢斯·卡爾

光伏水泵系統(tǒng)的最大功率點跟蹤器    余世杰,戰(zhàn)福忠,沈維祥,姜躍煒

具有水壓控制功能的光伏水泵系統(tǒng)    付青;

DHB光伏水泵    泰山;

光伏水泵系統(tǒng)及其應(yīng)用前景    劉厚林,袁壽其,施衛(wèi)東,袁建平

光伏水泵系統(tǒng)負載配置的最優(yōu)選擇    何慧若,余世杰,沈維祥

CVT光伏泵水系統(tǒng)瞬態(tài)工作點特性分析    苑進社,余世杰,何慧若

恒定電壓跟蹤光伏水泵系統(tǒng)瞬態(tài)工作點特性分析    苑進社;

高海拔地區(qū)的光伏水泵系統(tǒng)    周光明;

光伏電池工程用數(shù)學模型研究    傅望;郭珂;周林;

太陽能光伏水泵的控制研究    王飛;趙彥;周毅人;余世杰;沈玉梁;

包含近場熱傳遞的熱光伏電池系統(tǒng)的性能分析    翟小鋒;賴建軍;

一種新型太陽能控制器的介紹    裴小青;徐貞華;曾丁初;

光伏發(fā)電系統(tǒng)中MPPT算法的研究與分析    徐亮;翟慶志;王寧;

石墨烯材料光伏電池的研究    印壽根;陳永勝;

光伏電池表面周期性微結(jié)構(gòu)減反特性分析與計算    徐琴芳;忽滿利;李聽昕;趙佩;高平安;梁磊;向光華;孫浩;

面向生物體系的980nm激光驅(qū)動光伏電池    陳志鋼;張麗莎;胡俊青;

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)MPPT算法仿真與研究    劉鑫;石景波;

混合溶劑對共軛聚合物/富勒烯衍生物薄膜光伏電池性能的影響    謝志元;趙云;付瑩瑩;

材料公司為奪市場進行技術(shù)比拼    金秋

全球首架新能源飛機合作研制    馬浩劍

中電投西安100萬千瓦光伏電池項目開工    通訊員 程興東　安娜

無錫尚德明春在日開賣光伏電池    本報記者 陳其玨

國產(chǎn)光伏電池量大價低    記者 胡丹

上市公司圍攻太陽能電池關(guān)鍵技術(shù)    本報記者　 魯長波 施俊

太陽能：前景一片光明    繼宏(編譯)

讓太陽能發(fā)電價格降到1元/度    劉婷婷 趙關(guān)良

江蘇無錫尚德光伏電池規(guī)?；a(chǎn)成為國際新標桿    戚善成

太陽能產(chǎn)業(yè)風光背后的玄機    王佑

小型光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵問題研究    胡義華

戶用式光伏并網(wǎng)發(fā)電控制策略的研究    任碧瑩

光伏水泵系統(tǒng)及其控制的研究    蘇建徽

無線傳感器節(jié)點能量管理系統(tǒng)的研究    趙清華

基于線性二次型最優(yōu)控制的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究    李春玲

太陽能交流模塊逆變器及其控制技術(shù)的研究    譚光慧

光伏發(fā)電系統(tǒng)效率提高理論方法及關(guān)鍵技術(shù)研究    朱艷偉

多酸/ZnO光伏電池的構(gòu)建和性能研究    羅新澤

非致冷紅外焦平面探測器系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    楊旸

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一種新型的光伏水泵系統(tǒng)    蔡壽將

光伏水泵系統(tǒng)控制策略研究    陳廣華

光伏水泵系統(tǒng)設(shè)計與試驗研究    賈自強

光伏離網(wǎng)發(fā)電儲能控制策略的研究    方梁菲

模糊控制在光伏最大功率追蹤預(yù)測中的應(yīng)用與研究    陳亞峰

戶用獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)控制電路的設(shè)計與研究    馬洪莉

光伏水泵控制系統(tǒng)及最大功率跟蹤研究    叢進

BLDC光伏水泵系統(tǒng)的dsPIC控制研究    朱亦丹

基于MPPT的戶用光伏水泵變頻控制器的研制    劉程

電動汽車蓄電池混合能源充電技術(shù)的研究    孫興中