光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤步進(jìn)電機(jī)控制及系統(tǒng)降耗方法研究

【摘要】：隨著地球上有限化石能源的不斷地開采與利用，人類實(shí)踐面臨的最大問(wèn)題——能源危機(jī)已經(jīng)擺在人們眼前。同時(shí)大量碳化合物被化石燃料釋放出來(lái)，長(zhǎng)期以來(lái)導(dǎo)致了全球氣溫變暖、嚴(yán)重破壞了自然生態(tài)環(huán)境，人類的生存和發(fā)展受到嚴(yán)重影響。開發(fā)和利用新型無(wú)污染能源被全世界各個(gè)國(guó)家提上日程。因此，開發(fā)利用好新型綠色循環(huán)性能源被認(rèn)為是關(guān)系到人類生存發(fā)展的重要研究課題。對(duì)這種取之不盡、用之不竭的太陽(yáng)能新能源的開發(fā)和應(yīng)用具有非常廣闊的發(fā)展前景和深遠(yuǎn)的研究意義。 二十世紀(jì)初到現(xiàn)在，對(duì)太陽(yáng)能利用的最大作用是用光伏發(fā)電技術(shù)轉(zhuǎn)化為電能。其中光伏發(fā)電技術(shù)的重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是利用太陽(yáng)光能采集和電能轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)太陽(yáng)能的利用非常有價(jià)值的是提高這些技術(shù)環(huán)節(jié)的效率。但是，由于天氣環(huán)境的復(fù)雜變化，太陽(yáng)光強(qiáng)度的隨意性、光照的發(fā)散性等特點(diǎn)，使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能非常地困難。目前大多數(shù)太陽(yáng)能發(fā)電是采用固定式的跟蹤系統(tǒng)，無(wú)法隨著太陽(yáng)的運(yùn)行而進(jìn)行轉(zhuǎn)變，所以電能轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低。從理論上看，采用太陽(yáng)能單軸混合式跟蹤技術(shù)，相對(duì)于固定跟蹤太陽(yáng)能電能轉(zhuǎn)化率可提升35%左右。 本文進(jìn)行研究的太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)，就是在保證光電池功率穩(wěn)定（不增加）的前提條件下，通過(guò)減少步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)步數(shù)，在一定程度上降低太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的能耗，進(jìn)而增加了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的量，降低了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。其中跟蹤控制系統(tǒng)主要采用的是單軸控制主被動(dòng)混合式跟蹤系統(tǒng)。這里控制結(jié)構(gòu)采用東西方向跟蹤太陽(yáng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用五相混合式步進(jìn)電機(jī)，達(dá)到太陽(yáng)光線與電池板接收板互相垂直的目的。 采用光敏電阻作為采集光信號(hào)的傳感器并將光信號(hào)通過(guò)檢測(cè)電路轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電壓信號(hào)，這是跟蹤系統(tǒng)的重要組成部分。電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換將脈沖信號(hào)發(fā)出給控制系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)。本文對(duì)五相混合式步進(jìn)電機(jī)在太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)中的運(yùn)行進(jìn)行了分析，得出穩(wěn)定狀態(tài)下，單步運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型和仿真結(jié)果。結(jié)果證明減少啟動(dòng)步數(shù)可以達(dá)到降低能耗的作用。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)跟蹤 模糊控制 步進(jìn)電機(jī) 能耗
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM383.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 課題研究的背景及意義11-13
• 1.2 太陽(yáng)能利用在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3 影響我國(guó)太陽(yáng)能利用的突出問(wèn)題15-17
• 1.4 論文主要內(nèi)容17-19
• 2 太陽(yáng)能跟蹤的控制方式及策略19-26
• 2.1 主動(dòng)式太陽(yáng)能跟蹤19-22
• 2.2 被動(dòng)式太陽(yáng)能跟蹤22-23
• 2.3 主動(dòng)式和被動(dòng)式相結(jié)合太陽(yáng)能跟蹤23-24
• 2.4 太陽(yáng)能跟蹤控制方案的分析與設(shè)計(jì)24-25
• 2.5 本章總結(jié)25-26
• 3 太陽(yáng)輻射能量分析26-32
• 3.1 太陽(yáng)與地球間的位置關(guān)系26-28
• 3.2 太陽(yáng)運(yùn)行軌跡的規(guī)律28-29
• 3.3 太陽(yáng)能跟蹤的相關(guān)角度計(jì)算29-30
• 3.4 本章總結(jié)30-32
• 4 太陽(yáng)能跟蹤電機(jī)模糊控制32-40
• 4.1 光電傳感器32-34
• 4.2 光電感測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理34-36
• 4.3 模糊 PID 控制器的構(gòu)成36-38
• 4.4 模糊 PID 控制仿真結(jié)果及分析38-39
• 4.5 本章總結(jié)39-40
• 5 太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)單步運(yùn)行40-53
• 5.1 五相混合式步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)40-41
• 5.2 五相混合式步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)41-42
• 5.3 五相混合式步進(jìn)單步運(yùn)行數(shù)學(xué)模型42-44
• 5.4 五相混合式步進(jìn)電機(jī)單步運(yùn)行仿真44-50
• 5.5 太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)中步進(jìn)電機(jī)主要能耗50-52
• 5.6 本章總結(jié)52-53
• 6 總結(jié)與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文59-60

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太陽(yáng)能利用跟蹤技術(shù)的研究進(jìn)展    許啟明;馮俊偉;宮明;

五相混合式步進(jìn)電機(jī)穩(wěn)態(tài)仿真分析時(shí)初始條件的確定    童懷，王宗培

五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)buck型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單步響應(yīng)特性的研究    王宗培，孫禮明，孫寶奎

基于DSP的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)細(xì)分控制    孫毅;石玉梅;

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能    鄧隱北;邢紅超;小掘勝;

基于并聯(lián)球面機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)跟蹤裝置研究    張順心,宋開峰,范順成

目標(biāo)表面太陽(yáng)輻射特性研究    陳珊;孫繼銀;羅曉春;

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的MATLAB仿真模型    沙琳;車延博;

永磁同步雙轉(zhuǎn)子/雙定子電機(jī)轉(zhuǎn)速的模糊控制    韓建群;鄭萍;

日本推進(jìn)新能源開發(fā)利用的舉措及啟示    單寶;

太陽(yáng)能跟蹤控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    方建鋼

新型太陽(yáng)跟蹤裝置機(jī)構(gòu)的研究    宋開峰

五相混合式步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)研究    戴金琪

三相混合式步進(jìn)電機(jī)恒頻斬波恒總流驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)仿真研究    胡靜

高精度太陽(yáng)跟蹤傳感器與控制器的研究    楊培環(huán)

基于DSP的高精度太陽(yáng)能跟蹤控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    關(guān)繼文

日光溫室采光與下挖深度優(yōu)化設(shè)計(jì)    李霞;于賢昌;艾希珍;李清明;

雙軸跟蹤裝置對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)增效的理論研究    盧育發(fā);李旗號(hào);李倩;

戶用PV系統(tǒng)設(shè)計(jì)    牟志平;

太陽(yáng)能地板輻射采暖系統(tǒng)的應(yīng)用研究    賀立三;劉振波;高林朝;高艷軍;

太陽(yáng)能利用跟蹤技術(shù)的研究進(jìn)展    許啟明;馮俊偉;宮明;

云南省昆明市高校太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的研究    韓雷濤;謝建;蘇慶益;

基于垂直雙軸結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能光電跟蹤系統(tǒng)研究    韓宇龍;於正強(qiáng);趙安璞;方舟;吳旭峰;

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在雙伺服同步運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用    郭麗;石航飛;陳志錦;楊凱;李勇;

日本新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的課題    楊占偉;

一種四態(tài)制冷新型中央空調(diào)系統(tǒng)    夏媛;姚超;劉劍雄;王寶根;

太陽(yáng)能空氣集熱器傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究    魏琪;趙俊;

一種自然柔順式光伏太陽(yáng)能電池智能控制系統(tǒng)    董靜;孫鳳池;武濤;

太陽(yáng)能環(huán)保游船    王璐;籟斌賢;王宗耀;王建明;

新型槽式太陽(yáng)能集熱器的中高溫利用    張華;朱躍釗;廖傳華;丁楊惠勤;馬雷;

終端能量梯級(jí)效能研究與發(fā)電照明技術(shù)應(yīng)用    祝傳福;

太陽(yáng)能在牧草干燥中的應(yīng)用研究    宋莎莎;黃凈潔;李粵;

太陽(yáng)能制冷技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)    楊堅(jiān);栗志;李芷昕;

電火花銑削中主軸轉(zhuǎn)速工藝參數(shù)的影響分析    朱紅鋼;王煥琴;陳陽(yáng);

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真模型    鄭泰勝;柳向陽(yáng);童懷;

嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村住宅在應(yīng)用被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)    周春艷;周春濤;

光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究    徐曉冰

我國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)及決策研究    朱震宇

納米流體輻射特性機(jī)理研究及其在太陽(yáng)能電熱聯(lián)用系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    趙佳飛

反型聚合物太陽(yáng)能電池的研究    李福民

碟式斯特林太陽(yáng)熱發(fā)電系統(tǒng)太陽(yáng)模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究    杜景龍

水下高速運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)特性分析與試驗(yàn)研究    章啟成

太陽(yáng)能熱風(fēng)采暖系統(tǒng)與村鎮(zhèn)建筑一體化研究    李憲莉

分布式風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制與最大功率跟蹤策略研究    劉立群

季節(jié)性蓄熱太陽(yáng)能—土壤耦合熱泵系統(tǒng)運(yùn)行特性及優(yōu)化    王瀟

能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展研究    關(guān)華

河南太陽(yáng)能熱水器與住宅一體化設(shè)計(jì)研究    劉磊

太陽(yáng)能果蔬脫水車間性能試驗(yàn)及蘋果脫水工藝優(yōu)化研究    高興海

太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)的模擬研究    安麗

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

居住建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)中的建筑節(jié)能策略研究    丁翠

一種新型的太陽(yáng)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(yùn)行特性研究    許曉艷

電窯爐溫度控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    余劍敏

平板太陽(yáng)能集熱器抗凍方法研究    李芷昕

太陽(yáng)能潛—顯熱儲(chǔ)熱復(fù)相陶瓷的研究    方斌正

雙軸跟蹤裝置對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)增效的理論研究    盧育發(fā);李旗號(hào);李倩;

我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)探討    趙玉文;

各國(guó)光伏路線圖與光伏發(fā)電的進(jìn)展    楊金煥;鄒乾林;談?shì)碓?葛亮;陳中華;

a-SiC/c-Si異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)分析    林鴻生,段開敏,馬雷

基于DSP的步進(jìn)電機(jī)高精度變速控制研究    何平;李岳;徐小軍;

步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    宋鴻飛;佟首峰;孟凡濤;宋延嵩;

單軸太陽(yáng)能跟蹤系統(tǒng)的研究    樊峰鳴,馬良濤

太陽(yáng)能光伏電池綜述    成志秀;王曉麗;

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)細(xì)分控制時(shí)電流的定量描述    程樹康

雙饋同步感應(yīng)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能分析    胡一民;卓忠疆;邱培基;

太陽(yáng)能高倍聚光能量傳輸利用理論及試驗(yàn)研究    韓延民

混合式步進(jìn)電機(jī)穩(wěn)態(tài)分析及基于DSP的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)    趙亮程

全數(shù)字三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)    鐘宇明

太陽(yáng)能利用的跟蹤與聚集系統(tǒng)研究    張寶星

太陽(yáng)自動(dòng)追蹤系統(tǒng)的研究    趙麗偉

步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)及動(dòng)態(tài)性能仿真    王盈

永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究    吳衛(wèi)安

交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真研究    卜青

三相混合式步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)研究    陳強(qiáng)

基于單片機(jī)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    趙運(yùn)福;劉慶想;張政權(quán);

基于CAN總線和AVR單片機(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)    周朵;何木根;楊福興;

機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù) 第七講 步進(jìn)電機(jī)及其控制(二)    陳瑜;

巧用電腦軟盤驅(qū)動(dòng)器電機(jī)    陳雷;

基于PC/104和步進(jìn)電機(jī)的三軸轉(zhuǎn)臺(tái)控制器設(shè)計(jì)    劉奕辰;侯書銘;許化龍;

基于PLC的四相步進(jìn)電機(jī)控制方法及實(shí)現(xiàn)    王登貴;楊中平;胡真明;馮凌;

單片機(jī)之步進(jìn)電機(jī)控制及LCD顯示    謝文輝;

步進(jìn)電機(jī)控制攝像頭在視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用    侯寧;方群;

基于TB6560HQ的步進(jìn)電機(jī)控制研究    韓名君;

步進(jìn)電機(jī)精確控制問(wèn)題探討    陶濤;趙國(guó)豪;喬渠;

二相混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)反饋方式分析    徐文強(qiáng);閆劍虹;

三相混合式步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制器的研究    季憲平;

基于L297/298芯片的混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研制    尤波;王鵬飛;

具有步進(jìn)電機(jī)控制和定標(biāo)器功能的PC機(jī)接口板    王功利;蔣建華;田玉蓮;韓勇;

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)仿真模型    鄭泰勝;柳向陽(yáng);童懷;

未來(lái)我國(guó)并網(wǎng)光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性評(píng)估    張達(dá);張希良;吳抒;羅小虎;

基于氣象因子的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在光伏發(fā)電預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究    代倩;段善旭;蔡濤;陳昌松;

光伏發(fā)電量與氣象因子的關(guān)系及其預(yù)報(bào)試驗(yàn)簡(jiǎn)報(bào)    何明瓊;陳正洪;成馳;

光伏發(fā)電出力預(yù)測(cè)系統(tǒng)介紹    

光伏發(fā)電溫室的現(xiàn)狀及技術(shù)前景研究    魏曉明;周長(zhǎng)吉;丁小明;魯少尉;曹楠;

10MWp光伏發(fā)電項(xiàng)目將落戶我地區(qū)    記者 張中源

石市5個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目通過(guò)評(píng)審    記者 喬素華

上海適合光伏發(fā)電嗎    記者 周桂龍

服務(wù)光伏發(fā)電行業(yè)    記者 沈翀　劉加佳

我國(guó)光伏發(fā)電規(guī)?；瘧?yīng)用啟動(dòng)在即    記者 夏祖軍　韓馨儀

發(fā)展新能源光伏發(fā)電將居首位    洛陽(yáng)中硅副總經(jīng)理 嚴(yán)大洲

我國(guó)光伏發(fā)電成本逼近“火電”    于南

青海巨資補(bǔ)貼光伏發(fā)電引投資狂潮    CNE 記者 段貴恒 趙靜

光伏發(fā)電補(bǔ)貼出臺(tái)    本報(bào)記者 鄧麗　實(shí)習(xí)記者 莊佳婧

“金太陽(yáng)”聚集“光”和“熱”,財(cái)稅優(yōu)惠催生光伏發(fā)電業(yè)    本報(bào)記者 江鈺鈴　通訊員 周辰恩

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

我國(guó)光伏發(fā)電項(xiàng)目規(guī)?；l(fā)展研究    殷帥

光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究    趙杰

間歇式可再生能源分布式發(fā)電對(duì)配電系統(tǒng)的影響研究    馬立克

反射聚光利用太陽(yáng)能的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究    江守利

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

光伏燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)與仿真研究    史君海

分布式電源的概率建模及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    王敏

可再生能源發(fā)電并網(wǎng)協(xié)調(diào)策略的研究    于大洋

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

光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤步進(jìn)電機(jī)控制及系統(tǒng)降耗方法研究    常玲

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)研究    何沖

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的新型控制策略研究    瞿亮

基于ANSYS的混合式步進(jìn)電機(jī)靜態(tài)磁場(chǎng)及轉(zhuǎn)矩特性研究    王歡

改善混合式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行性能的功角控制策略研究    王海偉

三相混合式步進(jìn)電機(jī)恒頻斬波恒總流驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)仿真研究    胡靜

自動(dòng)翻頁(yè)掃描儀控制系統(tǒng)的研究    胡東平

基于DSP兩相混合式步進(jìn)電機(jī)矢量控制的研究    姚剛

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的模糊PI控制方法研究    鄒乾

基于薄膜干涉濾光片的線性調(diào)諧光濾波器研究    曹昌勝