光伏電池直接向用電器直流回路供電技術研究

【摘要】：許多電器設備都存在直流回路,直流回路中的電源通常來自于設備中電源模塊對電網電壓的整流、濾波和穩(wěn)壓。在這個過程中,不可避免地要產生能量損耗。光伏電池產生的恰是直流電能,因此本文專門研究了用光伏電池直接向用電器直流回路供電的技術。與其它光伏發(fā)電技術相比,這種技術省去了對光伏電池的輸出進行逆變和在電器設備中進行整流的反復過程,因而可以降低變換過程中的能量損耗,省掉不必要的逆變電路。 本文提出了一種光伏電池直接向用電器直流回路供電的設計方案,并完成了該系統(tǒng)的設計。首先對其拓撲結構進行了分析,并通過對幾種DC/DC變換器的對比研究,總結出選用變換器的重點考慮因素,然后根據各自變換器不同的特點應用于系統(tǒng)中不同的位置。 詳細介紹了光伏供電支路DC/DC變換器的拓撲結構和工作原理,建立其小信號模型并進行仿真分析；對系統(tǒng)關鍵電路進行最壞情況分析,得出實際電路中器件精度的選用方法。 設計了光伏電池與市電互補供電技術的能量管理規(guī)則,并以TI公司的數字信號處理器TMS3210F2812DSP為核心,搭建了光伏電池輸出直接向用電器直流回路供電系統(tǒng)的實驗平臺。最后對由光伏電池、蓄電池和市電組成的供電系統(tǒng)進行了整體實驗,該系統(tǒng)降低了常規(guī)獨立光伏系統(tǒng)的損耗和成本,提高太陽能利用率,能夠實現良好的技術效果。 【關鍵詞】：直流回路 DC/DC變換器 小信號模型 最壞情況分析 互補供電
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 直接向用電器直流回路供電的意義9-11
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成11-12
• 1.4 本論文研究的主要內容12
• 1.5 本論文的主體結構12-14
• 2 光伏電池直接向直流回路供電的設計原理14-33
• 2.1 選用DC/DC變換器的原則15-16
• 2.2 光伏供電支路DC/DC變換器分析16-26
• 2.2.1 光伏供電支路DC/DC變換器設計16-20
• 2.2.2 Buck-Boost變換器小信號分析20-26
• 2.3 蓄電池能量管理及充電電路設計26-32
• 2.3.1 光伏電池向儲能模塊充電DC/DC變換器設計26-30
• 2.3.2 蓄電池充電電路30-32
• 2.4 本章小結32-33
• 3 蓄電池向驅動電路供電的自驅動電路設計33-44
• 3.1 自驅動電路分析33-40
• 3.1.1 開關器件及采樣電路驅動電源設計35-38
• 3.1.2 推挽變換器驅動電路38
• 3.1.3 高頻變壓器參數計算38-40
• 3.2 電壓電流采樣電路設計40-41
• 3.3 正負電壓轉換電路設計41-42
• 3.4 本章小結42-44
• 4 供電系統(tǒng)的能量管理規(guī)則44-56
• 4.1 電網能量與光伏電池互補供電的電路設計44-51
• 4.1.1 切換控制模塊設計45-47
• 4.1.2 切換控制模塊最壞情況分析47-51
• 4.2 供電系統(tǒng)的控制模式51-54
• 4.3 基于DSP的系統(tǒng)控制程序設計54-55
• 4.4 本章小結55-56
• 5 實驗研究56-63
• 5.1 光伏供電支路變換器實驗結果分析57-60
• 5.2 系統(tǒng)供電模式切換過程實驗結果分析60-61
• 5.3 蓄電池向驅動電路供電DC/DC變換器實驗結果分析61-62
• 5.4 本章小結62-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-67
• 附錄A 光伏電池直接向用電器直流回路供電系統(tǒng)實物圖67-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況68-69
• 致謝69-70

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