離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的研制

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源需求激增,能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,大力發(fā)展可再生能源已迫在眉睫。太陽(yáng)能作為最有商業(yè)利用價(jià)值的可再生能源之一,受到各國(guó)廣泛重視,我國(guó)也在大力發(fā)展大型并網(wǎng)型光伏電站。然而,大型光伏電站的功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊很大,小型分散式離網(wǎng)型光伏系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能的一種有效途徑,尤其適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)和負(fù)荷分散地區(qū)。不過(guò),目前光伏電池的價(jià)格相對(duì)較高,為提高小型分散式光伏系統(tǒng)的性價(jià)比,應(yīng)進(jìn)一步增加光伏系統(tǒng)的整體效率。因此,光伏系統(tǒng)控制算法的優(yōu)化和改進(jìn)就顯得尤為關(guān)鍵?；谏鲜霰尘?本文對(duì)小型離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了較為深入的研究,在固定光伏組件對(duì)光角度的前提下,以太陽(yáng)能的最大化利用和系統(tǒng)整體性能最優(yōu)為目標(biāo),設(shè)計(jì)了一套基于DSP TMS320LF2812控制的1KW離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。本文的主要工作如下: 1、在對(duì)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行全面分析和比較的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì),并對(duì)系統(tǒng)中主功率變換電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相關(guān)電路參數(shù)進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。 2、對(duì)光伏電池的基本原理、輸出特性及最大功率跟蹤原理進(jìn)行理論研究,并通過(guò)分析和對(duì)比目前常見(jiàn)的幾種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法,設(shè)計(jì)本文的改進(jìn)型最大功率跟蹤算法。 3、基于對(duì)蓄電池工作原理以及常見(jiàn)充放電控制算法的研究,結(jié)合離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的自身特點(diǎn),設(shè)計(jì)本文中的蓄電池充放電算法。 4、基于MATLAB/SIMUlink軟件環(huán)境,對(duì)所設(shè)計(jì)的改進(jìn)型最大功率跟蹤算法和蓄電池充放電算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。同時(shí),研制出一套1KW離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng),并進(jìn)行大量硬件實(shí)驗(yàn)研究。 本文通過(guò)對(duì)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的深入研究,分別設(shè)計(jì)了改進(jìn)型最大功率跟蹤算法和蓄電池充放電算法,并搭建了1KW離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最后,通過(guò)仿真和硬件實(shí)驗(yàn)對(duì)改進(jìn)型控制算法進(jìn)行了研究、驗(yàn)證。仿真和硬件實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明:所設(shè)計(jì)的控制算法簡(jiǎn)單、可行,且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本低。因此,本文的研究工作對(duì)離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文課題來(lái)源于廣東省綠色能源技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目:廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010A010200004)、廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(2009B090300424)。 【關(guān)鍵詞】：離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng) 最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT) 蓄電池充放電
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究的背景和意義12-16
• 1.1.1 能源和環(huán)境問(wèn)題12-13
• 1.1.2 光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)分類14-16
• 1.2 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)16-20
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)16-18
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)18-20
• 1.3 本文所做的主要工作20-22
• 第二章 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22-33
• 2.1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案22-23
• 2.1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求22
• 2.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案22-23
• 2.2 系統(tǒng)中主功率變換電路設(shè)計(jì)23-32
• 2.2.1 前級(jí)升壓電路23-27
• 2.2.2 蓄電池充電電路設(shè)計(jì)27-30
• 2.2.3 蓄電池放電電路設(shè)計(jì)30-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 第三章 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤算法33-45
• 3.1 光伏電池的基本原理和特性33-36
• 3.1.1 光伏電池的基本原理33-34
• 3.1.2 光伏電池的等效電路34-36
• 3.1.3 光伏電池的輸出特性36
• 3.2 常見(jiàn)的光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率跟蹤算法36-42
• 3.2.1 恒定電壓法37-38
• 3.2.2 擾動(dòng)觀測(cè)法38-40
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法40-41
• 3.2.4 模糊邏輯控制41
• 3.2.5 其他控制算法41-42
• 3.3 改進(jìn)型最大功率跟蹤算法42-44
• 3.4 改進(jìn)型最大功率跟蹤算法的實(shí)現(xiàn)原理44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)蓄電池充放電算法設(shè)計(jì)45-56
• 4.1 蓄電池的工作原理及特性45-49
• 4.1.1 蓄電池的基本結(jié)構(gòu)45
• 4.1.2 蓄電池的充放電原理45-47
• 4.1.3 蓄電池的主要特性47-49
• 4.2 常見(jiàn)的蓄電池充放電算法49-53
• 4.2.1 恒流充電49-50
• 4.2.2 恒壓充電50
• 4.2.3 恒壓限流充電50-51
• 4.2.4 階段充電51
• 4.2.5 快速充電51-52
• 4.2.6 智能充電52
• 4.2.7 放電算法52-53
• 4.3 蓄電池充放電算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 基于MATLAB/SIMUlink 的仿真研究56-69
• 5.1 MATLAB/SIMUlink 軟件簡(jiǎn)介56
• 5.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)改進(jìn)型最大功率跟蹤算法的仿真和分析56-61
• 5.2.1 光伏陣列模型的建立56-58
• 5.2.2 改進(jìn)型最大功率跟蹤算法的仿真和分析58-61
• 5.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)蓄電池充放電控制的仿真驗(yàn)證分析61-68
• 5.3.1 蓄電池模型的建立61-62
• 5.3.2 蓄電池充放電算法的仿真和分析62-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第六章 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果69-86
• 6.1 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)69-80
• 6.1.1 前級(jí)Boost 電路的硬件實(shí)現(xiàn)69-71
• 6.1.2 蓄電池充電電路的硬件實(shí)現(xiàn)71-72
• 6.1.3 蓄電池放電電路的硬件實(shí)現(xiàn)72-75
• 6.1.4 其他輔助電路的硬件實(shí)現(xiàn)75-80
• 6.2 離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)80-81
• 6.2.1 DSP 控制芯片的選取80
• 6.2.2 系統(tǒng)中算法的軟件實(shí)現(xiàn)80-81
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析81-85
• 6.3.1 改進(jìn)型最大功率跟蹤算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析81-82
• 6.3.2 蓄電池充放電算法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析82-85
• 6.4 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論和展望86-88
• 1、本文所做工作86
• 2、問(wèn)題與展望86-88
• 參考文獻(xiàn)88-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• 附件94

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動(dòng)力蓄電池微機(jī)控制充放電裝置的研制    張維戈,姜久春,周希德

直流PWM調(diào)速系統(tǒng)研究    高美霞,吳振奎,魏毅立,王小芹

閥控式密封鉛酸蓄電池的內(nèi)阻    余沛亮,陳體銜

電動(dòng)車用鉛蓄電池的快速充電    桂長(zhǎng)清

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光伏并網(wǎng)控制方法和系統(tǒng)的研究    汪進(jìn)進(jìn)

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蓄電池自動(dòng)充電裝置的研究    李定珍

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)    梁祟標(biāo)

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光伏發(fā)電系統(tǒng):一種解決能源危機(jī)的重要方法    史云鵬,王瑩瑩,王超

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太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)為半導(dǎo)體行業(yè)帶來(lái)新機(jī)會(huì)    周智勇;

高能效直流模塊式光伏發(fā)電系統(tǒng)性能評(píng)估    劉邦銀;段善旭;康勇;

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分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)及微型逆變器綜述    程麗敏;曹陽(yáng);

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)    郝文華;

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光伏發(fā)電系統(tǒng)建模及其控制器參數(shù)的全局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究    謝亦豐;祝明華;熊連松;李琛;卓放;張海龍;

用于熱光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)射體材料的研究進(jìn)展    徐峰;劉愛(ài)民;羅慧晶;翁占坤;

小型離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    程啟明;李明;陳根;王鶴霖;

光伏發(fā)電系統(tǒng)的過(guò)去,現(xiàn)在和未來(lái)    馮垛生;

萊蕪供電首建光伏發(fā)電系統(tǒng)    王憲才　魏延彬

萊蕪供電公司建成首個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)    通訊員 王憲才　魏延彬

光伏發(fā)電系統(tǒng)租還是買(mǎi)？    徐瑤

數(shù)倍聚光跟蹤光伏發(fā)電系統(tǒng)解決太陽(yáng)能高成本難題    申淳

晶澳公司捐贈(zèng)光伏發(fā)電系統(tǒng)    特約記者 牛獻(xiàn)力　通訊員 王麗英

美研制新式太陽(yáng)能熱光伏發(fā)電系統(tǒng)    記者 劉霞

廣東最大戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)亮相    本報(bào)記者　 戈曉芳 見(jiàn)習(xí)記者 于洋

我市首座太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)正式并網(wǎng)發(fā)電    記者 王瑩　特約通訊員 劉孟君

我省光伏產(chǎn)業(yè)又添高科技“新丁”    記者 星子

依托自然優(yōu)勢(shì)發(fā)展新疆光伏產(chǎn)業(yè)    蘇國(guó)平　新疆經(jīng)信委副主任

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)及其控制的研究    鄭詩(shī)程

光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行理論與關(guān)鍵技術(shù)研究    徐瑞東

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問(wèn)題研究    熊遠(yuǎn)生

光伏跟蹤系統(tǒng)智能控制方法的研究    徐曉冰

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

泛（火用）分析方法及其應(yīng)用研究    蔣愛(ài)華

新型光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究    韓志強(qiáng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)控與發(fā)電預(yù)測(cè)模型研究    李徐輝

光伏發(fā)電系統(tǒng)中雙模式逆變器控制策略研究    周陽(yáng)

光伏發(fā)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定控制技術(shù)的研究    王培波

光伏發(fā)電系統(tǒng)效率優(yōu)化問(wèn)題的研究    王丹

高效率的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析    謝旗輝

光伏發(fā)電系統(tǒng)高效電能變換技術(shù)研究    劉陽(yáng)

基于雙頻變換器的單相光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    方堃

單相光伏發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)控制策略的研究    宋濤松

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究    孔娟