基于光伏發(fā)電技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

【摘要】：隨著我國工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對能源的需求日益增長，光伏發(fā)電作為一種新型的發(fā)電形式，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，具有廣闊的發(fā)展前景。為了保證獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要配備儲能裝置，超級電容器作為新型儲能元件，具有充放電時(shí)間短和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為今后研究和發(fā)展的焦點(diǎn)。 為了解決箱式變電站由于極端氣候變化引起的設(shè)備損壞和安全隱患等問題，本文在基于光伏發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，為箱式變電站設(shè)計(jì)了一種智能監(jiān)控系統(tǒng)，以光伏發(fā)電系統(tǒng)作為電源，配備超級電容器儲能。通過溫濕度傳感器檢測箱式變電站的溫、濕度是否符合正常工作的環(huán)境要求，配備機(jī)械排風(fēng)和加熱技術(shù)，調(diào)節(jié)內(nèi)部的溫濕度；使用霍爾電流電壓傳感器，來監(jiān)測箱式變電站高低壓側(cè)的電壓和電流是否正常，通過蜂鳴器來進(jìn)行報(bào)警提示；另外配備了檢測變壓器絕緣性能的設(shè)備，當(dāng)箱式變電站投用前由于保存不當(dāng)造成變壓器受潮而無法工作時(shí)，在使用前通過加熱設(shè)備來進(jìn)行加熱除濕，確保箱式變電站的正常工作。 根據(jù)光伏電池的數(shù)學(xué)模型，在MATLAB中建立了光伏電池仿真模型。介紹了光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤原理，給出了幾種常用方法，分析和比較后選用擾動觀察法作為本次研究的控制方法。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所用的MPPT方法具有較好的跟蹤速度和精度，系統(tǒng)在不同的環(huán)境條件下，呈現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。 根據(jù)箱式變電站監(jiān)控系統(tǒng)的要求，完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作。構(gòu)建了基于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的小功率實(shí)驗(yàn)平臺。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 超級電容器 箱變 最大功率點(diǎn)跟蹤 擾動觀察法
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 太陽能的利用和太陽能發(fā)電的研究意義10
• 1.2 儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 箱式變電站智能化的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 課題的研究內(nèi)容13-14
• 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)特性及仿真14-25
• 2.1 光伏電池結(jié)構(gòu)及工作原理15-16
• 2.2 光伏電池的等效模型和輸出特性16-20
• 2.2.1 光伏電池的等效模型16-18
• 2.2.2 光伏電池輸出特性曲線18-20
• 2.3 光伏電池的建模與仿真20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤算法與 DC/DC 拓?fù)潆娐返脑O(shè)計(jì)25-41
• 3.1 最大功率點(diǎn)跟蹤原理25-26
• 3.2 最大功率點(diǎn)跟蹤算法26-32
• 3.2.1 恒定電壓法26-27
• 3.2.2 擾動觀測法27-30
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法30
• 3.2.4 模糊控制30-31
• 3.2.5 其它 MPPT 方法31-32
• 3.3 典型 DC/DC 變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略32-35
• 3.3.1 Buck 電路32-33
• 3.3.2 Boost 電路33-34
• 3.3.3 Buck-Boost 電路34-35
• 3.3.4 Cuk 電路35
• 3.4 最大功率點(diǎn)跟蹤的仿真35-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于光伏發(fā)電技術(shù)的箱式變電站智能監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用41-55
• 4.1 箱式變電站相關(guān)參數(shù)41-42
• 4.2 排風(fēng)量計(jì)算及設(shè)備選取42-43
• 4.2.1 變壓器散熱排風(fēng)的計(jì)算42-43
• 4.3 控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)43-48
• 4.3.1 溫濕度采樣模塊43-44
• 4.3.2 電流電壓檢測模塊44-45
• 4.3.3 報(bào)警電路模塊45-46
• 4.3.4 繼電器模塊46-47
• 4.3.5 變壓器絕緣檢測47-48
• 4.4 光伏發(fā)電系統(tǒng) MPPT 控制和超級電容器充放電控制電路硬件設(shè)計(jì)48-52
• 4.4.1 MOS 管驅(qū)動電路48-49
• 4.4.2 超級電容器充放電控制49-50
• 4.4.3 電源電路設(shè)計(jì)50-52
• 4.5 控制系統(tǒng)的軟件分析52-53
• 4.5.1 箱式變電站內(nèi)部溫濕度、高低壓側(cè)電流電壓52
• 4.5.2 超級電容器的充放電控制52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-55
• 第五章 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 附錄 A 硬件電路圖一59-60
• 附錄 B 硬件電路圖二60-61
• 在學(xué)研究成果61-62
• 致謝62

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一種理想的箱式變電站箱體——加強(qiáng)型非金屬GRC箱體    肖云驤;蔣劍剛;魏薇;鄒文治;

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綠色光伏發(fā)電技術(shù)的新進(jìn)展——太陽能、電能聯(lián)合的高純硅冶金法的新突破    何祚庥;

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中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究    李曉剛

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光伏陣列及并網(wǎng)逆變器關(guān)鍵技術(shù)研究    吳小進(jìn)

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光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變技術(shù)研究    吳春華

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