公共建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【摘要】：近年來(lái),能源供給趨緊和環(huán)境破壞成為全球性的重大問(wèn)題,世界各國(guó)正在積極采取措施解決與之相關(guān)的問(wèn)題。目前,光伏發(fā)電是最有前景的清潔發(fā)電方式之一,光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于耗能巨大的建筑領(lǐng)域?qū)徑饽茉次C(jī)和改善環(huán)境質(zhì)量具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 在各種建筑中公共建筑的單位面積耗電量和溫室氣體排放量最大,但這類建筑的電能需求穩(wěn)定,電能管理集中；光伏發(fā)電技術(shù)在公共建筑中的應(yīng)用具有很好發(fā)展前景和示范效應(yīng)?；诖?本文把公共建筑教學(xué)樓的樓道照明與光伏發(fā)電技術(shù)相結(jié)合作為研究目標(biāo),就其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究設(shè)計(jì),主要內(nèi)容如下：(1)對(duì)太陽(yáng)能電池陣列的工作特性和常用的6種最大功率跟蹤控制策略進(jìn)行深入分析,并給出6種對(duì)應(yīng)的控制流程圖,綜合分析后,采用了一種簡(jiǎn)單而高效的最大功率跟蹤方法即變步長(zhǎng)微量導(dǎo)納法,并在MATLAB中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),仿真結(jié)果表明該方法控制良好。(2)介紹了VRLA蓄電池工作原理及其充放電特性,分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)常用充電控制的優(yōu)缺點(diǎn),為兼顧充電效率和蓄電池使用壽命,采用了基于最大功率跟蹤的三段式充電控制方法。(3)詳細(xì)闡述了SPWM基本原理,分析了SPWM調(diào)制和控制特點(diǎn)；為提高輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng),采用了外環(huán)有效值PI控制和內(nèi)環(huán)瞬時(shí)值P控制的電壓型雙閉環(huán)控制方法。(4)介紹了功率主電路和控制電路的設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)分析了DC/DC變換器Buck電路和DC/AC變換器橋式逆變電路的原理及其相關(guān)參數(shù)選擇,設(shè)計(jì)了基于內(nèi)部資源豐富的片上系統(tǒng)級(jí)C8051F350單片機(jī)的控制器,對(duì)本系統(tǒng)采用的充電控制方法和SPWM控制方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并給出必要的驗(yàn)證波形。從仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,本文采用的控制方法和設(shè)計(jì)的硬件電路切實(shí)可行,達(dá)到了預(yù)定目的。 最后,對(duì)本文的研究工作進(jìn)行總結(jié),并提出了更優(yōu)化的控制設(shè)想,為后續(xù)的深入研究和不斷完善提供些許參考。 【關(guān)鍵詞】：公共建筑 光伏發(fā)電 最大功率跟蹤 雙閉環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM615;TU18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究的背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國(guó)外應(yīng)用研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)應(yīng)用研究現(xiàn)狀11
• 1.3 總體方案和主要內(nèi)容11-14
• 1.3.1 總體方案11-12
• 1.3.2 主要內(nèi)容12-14
• 第二章 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)組件及其特性14-27
• 2.1 公共建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及組成14-15
• 2.2 晶硅太陽(yáng)能電池特性15-20
• 2.2.1 晶硅太陽(yáng)能電池發(fā)電原理及電量方程15-17
• 2.2.2 太陽(yáng)能電池的電氣特性17-19
• 2.2.3 太陽(yáng)能電池陣列容量設(shè)計(jì)19-20
• 2.3 VRLA蓄電池儲(chǔ)能及特性20-26
• 2.3.1 VRLA蓄電池充放電原理21-22
• 2.3.2 VRLA蓄電池的等效電路及其主要參數(shù)22-24
• 2.3.3 VRLA蓄電池充放電特性分析24-25
• 2.3.4 VRLA蓄電池容量設(shè)計(jì)25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 公共建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)27-38
• 3.1 公共建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)硬件電路整體結(jié)構(gòu)圖27-28
• 3.2 功率主電路設(shè)計(jì)28-32
• 3.2.1 DC/DC變換器電路設(shè)計(jì)28-30
• 3.2.2 DC/AC變換器電路設(shè)計(jì)30-32
• 3.3 控制電路設(shè)計(jì)32-37
• 3.3.1 基于C8051F350芯片的控制器及其外圍電路設(shè)計(jì)32-34
• 3.3.2 MOSFET管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)34
• 3.3.3 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.3.4 PWM產(chǎn)生電路35-36
• 3.3.5 VRLA蓄電池過(guò)充、過(guò)放及反接保護(hù)電路設(shè)計(jì)36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 公共建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略研究38-56
• 4.1 發(fā)電系統(tǒng)電能管理策略研究38-39
• 4.2 太陽(yáng)能電池陣列最大功率跟蹤控制策略研究39-48
• 4.2.1 最大功率跟蹤原理39-40
• 4.2.2 最大功率跟蹤控制策略研究40-47
• 4.2.3 本系統(tǒng)選用的最大功率跟蹤控制策略47-48
• 4.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制策略研究48-51
• 4.3.1 充電控制方法研究48-49
• 4.3.2 本系統(tǒng)選用的充電控制策略49-51
• 4.4 SPWM控制策略研究51-55
• 4.4.1 SPWM調(diào)制技術(shù)51-53
• 4.4.2 SPWM控制策略研究53-54
• 4.4.3 本系統(tǒng)選用的控制策略54-55
• 4.5 過(guò)放電控制策略55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第五章 實(shí)驗(yàn)與分析56-62
• 5.1 最大功率仿真實(shí)驗(yàn)與分析56-59
• 5.2 基于最大功率跟蹤的三段式充電實(shí)驗(yàn)與分析59-60
• 5.3 雙閉環(huán)控制SPWM實(shí)驗(yàn)與分析60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-63
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 致謝66-67
• 附錄67-68
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷68

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小型高效風(fēng)光互補(bǔ)電源的研究    曹陽(yáng)

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太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展    呂貝;邱河梅;張宇;

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在綠色生態(tài)小區(qū)的應(yīng)用    廖偉聰;

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獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)儲(chǔ)能新方法    孟昭淵;

光伏發(fā)電系統(tǒng)中的直流變換器綜述    辛煜;王智靈;何淼;陳宗海;

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國(guó)內(nèi)首座太陽(yáng)能聚光光伏示范電站在我市建成    記者 任君

光伏并網(wǎng)發(fā)電離我們還有多遠(yuǎn)    許圣王健

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太陽(yáng)能光伏發(fā)電：何時(shí)點(diǎn)亮中國(guó)家庭    本報(bào)實(shí)習(xí)記者 范麗敏

我建成新型光伏發(fā)電示范電站    丁冰李斌

太陽(yáng)能：給奧運(yùn)“增光添熱”    趙永新

光伏產(chǎn)業(yè)在燦爛陽(yáng)光下激情揮舞    本報(bào)記者　　李文絢　　陶俊

在荒漠地區(qū)發(fā)展光伏發(fā)電有作為    王艷明

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

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制技術(shù)研究    曹太強(qiáng)

光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究    徐曉冰

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)綜合控制策略研究及實(shí)現(xiàn)    吳理博

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變技術(shù)研究    吳春華

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)MPPT及孤島檢測(cè)新技術(shù)的研究    張超

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

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制策略研究    董密

三相并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行控制策略    劉飛

輻射熱力學(xué)的基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究    莫松平

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獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)蓄電池充放電控制策略    陳海

獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)MPPT的模糊PID控制研究    連瑞娜

單級(jí)式并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)用逆變器的研究    焦在強(qiáng)

公共建筑光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    霍富強(qiáng)

基于TMS320F2812 DSP的太陽(yáng)能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    孔曉麗

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