基于雙向DC/DC變換的戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)研究

【摘要】： 隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源問題日益尖銳,越來越多的國家開始關(guān)注能源利用及轉(zhuǎn)換效率的問題。光伏發(fā)電具有無污染、無噪音、取之不盡、用之不竭等優(yōu)點(diǎn),因而光伏發(fā)電技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。特別是能為偏遠(yuǎn)地區(qū)用戶提供電力的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)成為國家研究的重點(diǎn)。 我國發(fā)展獨(dú)立型太陽能發(fā)電系統(tǒng)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。國內(nèi)目前的無電區(qū)大都處于太陽能資源豐富的西部地區(qū)和東南部海島。這些地區(qū)太陽能輻射總量大,年平均日照時(shí)間長(zhǎng),因此建設(shè)太陽能發(fā)電站年發(fā)電量高,從而大幅度降低太陽能發(fā)電成本。在迫切需要電力的邊遠(yuǎn)地區(qū),獨(dú)立光伏發(fā)電技術(shù)已被大量應(yīng)用,并且在這些地區(qū)比常規(guī)電網(wǎng)技術(shù)更具競(jìng)爭(zhēng)力。 戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)是通過光伏電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,一部分電通過逆變器將直流電變?yōu)榕c交流電,給交流負(fù)載(包括電視機(jī),電冰箱等)工作;另一部分多余的電通過雙向DC/DC變換器給蓄電池充電,等需要時(shí)再由蓄電池給負(fù)載供電。 課題在對(duì)太陽能電池特性分析的基礎(chǔ)上,分析比較了各種最大功率跟蹤(Maximum Power Point Track)方法,然后對(duì)雙向DC/DC變換器及其軟開關(guān)技術(shù),以及蓄電池充放電管理進(jìn)行了深入研究。最后設(shè)計(jì)出一套戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)以TMS320F2812為控制核心,采用零電壓開關(guān)相移控制實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC軟開關(guān)控制,通過高效蓄電池充放電控制策略實(shí)現(xiàn)了電源的智能管理。最后給出了仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,結(jié)果顯示系統(tǒng)運(yùn)行可達(dá)到所要求的性能指標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率跟蹤 雙向DC/DC變換 軟開關(guān) 蓄電池充放電控制 電源管理
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)8
• 1.2 國內(nèi)外太陽能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀8-9
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)9-10
• 1.4 戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)10-13
• 1.4.1 需求分析10-11
• 1.4.2 系統(tǒng)性能要求分析11
• 1.4.3 戶用型光伏發(fā)電系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)11-13
• 1.5 課題研究?jī)?nèi)容及任務(wù)13-14
• 第二章 光伏發(fā)電基本特性分析14-20
• 2.1 光伏發(fā)電的基本原理14-15
• 2.2 光伏電池的電氣特性15-17
• 2.2.1 光伏電池I-V 特性曲線15-16
• 2.2.2 光伏結(jié)溫和日照強(qiáng)度對(duì)太陽電池輸出特性的影響16-17
• 2.3 光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤17-19
• 2.3.1 定電壓跟蹤法17
• 2.3.2 直線近似法17-18
• 2.3.3 電導(dǎo)增量法18
• 2.3.4 擾動(dòng)觀察法18-19
• 2.3.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法19
• 2.4 小結(jié)19-20
• 第三章 光伏發(fā)電用雙向DC/DC 變換器選擇20-32
• 3.1 雙向DC/DC 變換器簡(jiǎn)介20
• 3.2 雙向DC/DC 變換器的應(yīng)用20-21
• 3.3 雙向DC/DC 變換器拓?fù)涞难芯?/span>21-23
• 3.3.1 Buck/Boost 雙向DC/DC 變換器21-22
• 3.3.2 Buck/Buck 雙向DC/DC 變換器22
• 3.3.3 Buck-Boost 雙向DC/DC 變換器22
• 3.3.4 Cuk 雙向DC/DC 變換器22-23
• 3.3.5 其他雙向DC/DC 變換器23
• 3.4 雙向DC/DC 變換器軟開關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀23-27
• 3.4.1 諧振類雙向DC/DC 變換器24-25
• 3.4.2 準(zhǔn)方波零電壓開關(guān)PWM 雙向DC/DC 變換器25
• 3.4.3 無源緩沖器類雙向DC/DC 變換器25
• 3.4.4 有源緩沖器類雙向DC/DC 變換器25-26
• 3.4.5 有源箝位類的雙向DC/DC 變換器26-27
• 3.5 雙向DC/DC 變換器設(shè)計(jì)27-31
• 3.5.1 零電壓開關(guān)相移控制雙向DC/DC 變換器27
• 3.5.2 工作原理27-29
• 3.5.3 模態(tài)分析29
• 3.5.4 移相式BDC 調(diào)壓29-30
• 3.5.5 零電壓開關(guān)分析30-31
• 3.6 小結(jié)31-32
• 第四章 蓄電池充放電管理研究32-44
• 4.1 影響蓄電池使用壽命的主要因素32
• 4.2 光伏系統(tǒng)蓄電池的特殊性32-33
• 4.3 蓄電池剩余容量預(yù)測(cè)技術(shù)33-36
• 4.3.1 測(cè)量?jī)?nèi)阻（電導(dǎo)）法34
• 4.3.2 安時(shí)法34-35
• 4.3.3 電壓法35
• 4.3.4 組合方法35-36
• 4.3.5 模糊網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法36
• 4.4 光伏發(fā)電用蓄電池充放電管理研究36-40
• 4.4.1 蓄電池充電管理36-39
• 4.4.2 蓄電池放電管理39-40
• 4.5 光伏發(fā)電蓄電池充放電管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-43
• 4.5.1 高效快速充電控制40-42
• 4.5.2 合理的充放電管理模式42-43
• 4.6 小結(jié)43-44
• 第五章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)44-55
• 5.1 主電路設(shè)計(jì)44-45
• 5.2 控制電路設(shè)計(jì)45-47
• 5.2.1 TMS320F2812 功能介紹45-46
• 5.2.2 控制電路結(jié)構(gòu)46-47
• 5.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)47-48
• 5.3.1 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路47-48
• 5.3.2 繼電器驅(qū)動(dòng)電路48
• 5.4 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)48-52
• 5.4.1 輸入電壓檢測(cè)電路48-49
• 5.4.2 輸出電壓檢測(cè)電路49-50
• 5.4.3 輸出電流采樣電路50
• 5.4.4 蓄電池參數(shù)檢測(cè)電路50-52
• 5.5 主要參數(shù)設(shè)計(jì)52-54
• 5.6 小結(jié)54-55
• 第六章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)55-60
• 6.1 主程序55
• 6.2 最大功率點(diǎn)跟蹤程序55-57
• 6.3 定時(shí)器中斷子程序57
• 6.4 逆變部分SPWM 脈沖發(fā)生子程序57-58
• 6.5 蓄電池充電管理58-59
• 6.6 控制系統(tǒng)軟件抗干擾措施59
• 6.7 小結(jié)59-60
• 第七章 實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果分析60-68
• 7.1 MPPT 仿真結(jié)果與分析60-61
• 7.2 雙向DC/DC 變換器仿真61-65
• 7.2.1 電流正向流動(dòng)仿真61-64
• 7.2.2 電流反向傳輸仿真64-65
• 7.3 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)65-67
• 7.4 小結(jié)67-68
• 總結(jié)與展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 附錄74-78

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用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器的研究    劉娜;王章瑞;

光伏電池的自適應(yīng)占空比擾動(dòng)MPPT算法研究    段英宏;康紹杰;劉秀紅;盧鴻波;尚翰;

二象限D(zhuǎn)C-DC變換器光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)    任娟;杜堅(jiān);王秀娟;張爭(zhēng)鋒;

基于二分變步長(zhǎng)跟蹤法的獨(dú)立式光伏系統(tǒng)的仿真研究    侯建富

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隔離型雙向Cuk變換器在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的研究    王志偉

太陽能光伏發(fā)電儲(chǔ)能控制研究    趙敬

推挽正激移相式雙向DC-DC變換器    張方華,嚴(yán)仰光

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池模型及SOC預(yù)測(cè)方法    邵海岳,鐘志華,何莉萍,鐘勇,陳宗璋

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獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

變電站光伏直流系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    林航;陳曉明;

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太陽能高效路燈系統(tǒng)工作原理與設(shè)計(jì)    張鵬;

太陽能光伏支架系統(tǒng)的應(yīng)用    李天下;

光伏控制器新型充電管理模式研究    普平貴;

基于PSIM的光伏模塊建模與電氣特性仿真    劉俊杰;張新燕;

太陽能組件自動(dòng)化裝配技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展    劉彬;伍凌川;彭旭;

機(jī)車車輛充電機(jī)用移相全橋ZVS PWM變換器的設(shè)計(jì)    李云;張小勇;劉福鑫;阮新波;

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太陽能光伏技術(shù)與建筑應(yīng)用    李蔚;

綠色汽車的構(gòu)想    李海燕;孟文俊;

國內(nèi)外太陽能空間結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與技術(shù)探討    羅堯治;饒力;

基于EMTDC/PSCAD的數(shù)字型高頻開關(guān)電源仿真研究    許德操;董凌;

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分布式電源的概率建模及其對(duì)電力系統(tǒng)的影響    王敏

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

有機(jī)基太陽能電池中有序結(jié)構(gòu)材料及其界面和性能    楊志勝

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260kVA無源軟開關(guān)輔助變流器研究    王小方

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

軟開關(guān)電阻點(diǎn)焊逆變電源的研究    唱志強(qiáng)

用于礦燈充電的獨(dú)立光伏系統(tǒng)研究    毛娟

太陽能光伏發(fā)電單相并網(wǎng)逆變器研究    李本元

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氧化物半導(dǎo)體的濕化學(xué)法制備    賈紅

移相全橋軟開關(guān)變換器的研究和設(shè)計(jì)    張本庚

光伏發(fā)電系統(tǒng)自適應(yīng)控制研究    李亭

基于軟開關(guān)和均流技術(shù)的電鍍電源    寧偉

基于軟開關(guān)技術(shù)的分布式電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)    李智超

基于全橋串聯(lián)諧振的電容器充電電源研究    林芳建

延長(zhǎng)獨(dú)立光伏電站蓄電池使用壽命的措施探討    陳慧玲

太陽能光伏應(yīng)用中的儲(chǔ)能系統(tǒng)研究    陳維;沈輝;鄧幼俊;

超級(jí)電容性能試驗(yàn)與建模研究    鄧隆陽;黃海燕;盧蘭光;楊福源;

一種獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)雙向變換器的控制策略    廖志凌;阮新波;

智能模糊充電技術(shù)的研究    劉丹偉,余海洲,黃聲華

國外太陽能發(fā)電概況    魏銘炎

大功率光伏逆變系統(tǒng)的研究    鄭詩程;蘇建徽;余世杰;

500VA光伏逆變電源的研制    王鶴;楊宏;于化叢;崔容強(qiáng);

光伏逆變電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    李德寶;

一種新型的光伏逆變器控制方法    首福俊,黃念慈,竇偉

軟開關(guān)雙向DC-DC變換器的研究    陳剛

采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)和變結(jié)構(gòu)模糊控制的鉛酸蓄電池最優(yōu)充電技術(shù)研究    李敬兆

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中蓄電池管理的研究    歐陽名三

光伏發(fā)電系統(tǒng)及其控制的研究    鄭詩程

超級(jí)電容器儲(chǔ)能應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量管理及穩(wěn)定性研究    唐西勝

光伏發(fā)電系統(tǒng)逆變技術(shù)研究    吳春華

蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)    白海霞

小功率光伏逆變電源的研究    袁磊

獨(dú)立光伏系統(tǒng)中智能充電方法的研究及應(yīng)用    王慧

移動(dòng)通信基站太陽能電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究    張武勤

光伏并網(wǎng)逆變器的研究與應(yīng)用    申智

500W光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    朱銘煉

太陽能光伏電池變換器研究    楊杰

單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)研究    付俊峰

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響及其應(yīng)對(duì)策略研究    荊盼盼

一種新型雙向DC/DC變換器的研究    方如舉

電動(dòng)汽車監(jiān)測(cè)微機(jī)系統(tǒng)的研制    姜久春,張維戈,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

從第八屆亞洲電池會(huì)議看蓄電池工業(yè)研究現(xiàn)狀──8ABC文獻(xiàn)綜述    王澤力,李中奇,伊?xí)圆?/span>

電動(dòng)車用閥控鉛蓄電池的壽命考核    桂長(zhǎng)清

光伏發(fā)電系統(tǒng)中影響蓄電池壽命因素分析    王菊芬,李宣富,楊海平,易良廷

太陽能光伏系統(tǒng)用VRLA電池技術(shù)性能探討    毛賢仙,項(xiàng)文敏,唐征

VRLA蓄電池容量預(yù)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展    歐陽名三,余世杰

電流模全波精密整流器    陳金嶺,閻守華

閥控式鉛酸蓄電池(2)    張勝永

軟開關(guān)雙向DC-DC變換器的研究    陳剛

日本太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)2004年度報(bào)告    王海鷹

基于DSP的20kW單相并網(wǎng)光伏逆變器    陳興峰,曹志峰,焦在強(qiáng),許洪華

“八面玲瓏展威風(fēng)”——介紹一種新的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”    王亦楠;

逆變器——優(yōu)化光伏發(fā)電的裝置    劉向陽;

太陽能光伏發(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;

BIPV光伏發(fā)電系統(tǒng)虛擬展示裝置的研究    杜寶江;

光伏發(fā)電系統(tǒng)高增益DC/DC變換器的研究    謝濤;謝運(yùn)祥;胡炎申;冀玉丕;

基于變步長(zhǎng)電導(dǎo)增量法的光伏最大功率跟蹤控制    賴東升;

PVI系列正弦波高效率逆變器    龔金水,陸虎瑜,江云,寇青,蘭振聲,郭曉元,張冰

戶用獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    李春華;劉維亭;姜文剛;

混合儲(chǔ)能方案平衡獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)功率變化    侯世英;房勇;孫韜;宋星;

光伏發(fā)電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)    王景義;

聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)(CPV)的發(fā)展前景分析    黃維學(xué);徐璞;

光伏發(fā)電系統(tǒng)中MPPT算法的研究與分析    徐亮;翟慶志;王寧;

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;

基于超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究    王培波;

階梯電壓級(jí)聯(lián)式逆變器的原理與實(shí)現(xiàn)    孫凱;陸曉楠;黃立培;

單級(jí)式光伏發(fā)電系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略    趙國強(qiáng);宋占魁;

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在海上的應(yīng)用    李濤

國內(nèi)首座太陽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

將太陽能電池板裝進(jìn)玻璃幕墻    黎方益 李之政 曾丁丁

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

太陽能：給奧運(yùn)“增光添熱”    趙永新

光伏產(chǎn)業(yè)在燦爛陽光下激情揮舞    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

綠色企業(yè)家的光榮與尷尬    王義偉

綠色能源為奧運(yùn)增光添彩    任啟平祝福艷 張一鳴 張麗婭

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)運(yùn)行理論與關(guān)鍵技術(shù)研究    徐瑞東

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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

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太陽能光伏并網(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

儲(chǔ)能型Quasi-Z源級(jí)聯(lián)多電平光伏逆變器研究    孫東森

蟻群并聯(lián)光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    姚利明

安多100kWp獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析    楊毅男

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

光伏發(fā)電系統(tǒng)的蒙特卡羅序貫仿真和可靠性分析    陳閩江

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

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建模及對(duì)配電網(wǎng)電壓、網(wǎng)損的影響    謝麗美

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)

基于Z源逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    王君惠

基于雙頻變換器的單相光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    方堃