用于礦燈充電的獨(dú)立光伏系統(tǒng)研究

【摘要】：在地球環(huán)境污染和能源形勢日益嚴(yán)峻的背景下,太陽能作為綠色能源越來越受到世界各國的重視。其中,光伏發(fā)電是太陽能利用的主要形式,具有廣闊的發(fā)展前景,尤其是能為偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶提供電力的獨(dú)立光伏系統(tǒng),成為國家投資的重點(diǎn)。我國現(xiàn)有煤礦幾千座,幾乎所有的礦燈充電架還是采用傳統(tǒng)的供電方式,不僅浪費(fèi)能源,而且排放大量的二氧化碳和有害氣體,嚴(yán)重污染環(huán)境。因此,本課題選擇研究太陽能光伏發(fā)電在煤炭行業(yè)中的應(yīng)用,用光伏發(fā)電技術(shù)來解決礦燈充電架的供電問題。 首先,對光伏電池的工作原理及輸出特性進(jìn)行詳細(xì)的分析,并根據(jù)光伏電池的工程模型和數(shù)學(xué)公式建立了光伏電池的Matlab仿真模型,為光伏發(fā)電系統(tǒng)的仿真提供可能。隨后,對幾種最大功率跟蹤方法進(jìn)行分析比較,并提出了恒壓啟動變步長的增量電導(dǎo)法。本文中最大功率點(diǎn)的跟蹤是通過控制Boost升壓電路的占空比來實現(xiàn)的。 其次,蓄電池和直流母線之間采用雙向全橋DC/DC變換器,起雙向輸送能量的作用。該系統(tǒng)能量管理的核心就是根據(jù)光伏電池和蓄電池的狀態(tài),來控制雙向變換器能量傳輸?shù)姆较?使其工作在充電模式、放電模式或關(guān)機(jī)模式,以此來實現(xiàn)蓄電池的充放電,從而對整個系統(tǒng)進(jìn)行有效的能量管理,使得光伏電池和蓄電池能夠協(xié)調(diào)工作。 再次,在設(shè)計的獨(dú)立光伏發(fā)電礦燈充電系統(tǒng)中,由DSP軟件實現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤、雙向全橋DC/DC變換器的工作模式轉(zhuǎn)換、正弦波脈寬調(diào)制等功能,并對采樣電路和保護(hù)電路進(jìn)行了初步設(shè)計。 最后,給出對所做工作的總結(jié)和進(jìn)一步研究的設(shè)想。 【關(guān)鍵詞】：光伏電池模型 最大功率點(diǎn)跟蹤 雙向變換器 控制策略
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 太陽能及光伏發(fā)電9
• 1.2 光伏發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀9-10
• 1.3 獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)10-12
• 1.4 本課題的研究意義及所做的工作12-14
• 2 光伏電池及最大功率點(diǎn)跟蹤14-32
• 2.1 光伏電池的工作原理14-15
• 2.2 光伏電池的模型15-17
• 2.3 軟件仿真及特性曲線分析17-19
• 2.4 最大功率跟蹤19-24
• 2.5 最大功率點(diǎn)跟蹤實現(xiàn)24-32
• 3 蓄電池及其控制電路32-50
• 3.1 蓄電池的工作原理及模型32-34
• 3.2 光伏系統(tǒng)蓄電池充放電控制方法34-36
• 3.3 蓄電池能量管理36-39
• 3.4 雙向變換器39-50
• 4 逆變電路設(shè)計50-58
• 4.1 光伏系統(tǒng)逆變器50-52
• 4.2 SPWM全橋逆變電路52-56
• 4.3 逆變電路仿真及波形分析56-58
• 5 DSP控制及輔助電路設(shè)計58-69
• 5.1 DSP控制58-60
• 5.2 DSP軟件實現(xiàn)60-65
• 5.3 輔助電路的設(shè)計65-69
• 6 總結(jié)與展望69-70
• 致謝70-71
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74

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