小型獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的分析與設(shè)計

【摘要】： 隨著化石能源消耗的不斷增長,世界性的能源危機和環(huán)境問題已經(jīng)日益突出。在綠色可再生能源當(dāng)中,太陽能憑借其存量無限、清潔安全以及易于獲取等獨特優(yōu)點而受到了世界各國科研領(lǐng)域的普遍關(guān)注。我國化石能源相對貧乏而能源消耗量巨大,因此展開對太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究和應(yīng)用上的普及對我國未來的經(jīng)濟發(fā)展有著非常重要的戰(zhàn)略意義。 本文以獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的四大主要組成部分——光伏電池、蓄電池、變換電路和控制電路——為研究對象,從各個部分的原理特性入手展開較為詳細(xì)的理論分析。在基本理論的基礎(chǔ)之上與實踐相結(jié)合,以某園林照明系統(tǒng)為模擬對象,設(shè)計了一個小型獨立光伏發(fā)電系統(tǒng),對系統(tǒng)中各部分器件的選用標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)計算方法以及控制算法的實現(xiàn)進行分析論述,并對結(jié)果進行仿真驗證。 本文研究的重點是光伏電池最大功率點跟蹤技術(shù)在蓄電池充電控制上的實現(xiàn)。文中首先完成了對光伏電池和蓄電池的選型工作,并對目前常用的最大功率點跟蹤方法進行論述,在此基礎(chǔ)上根據(jù)所選器件的具體參數(shù)設(shè)計了適用的DC—DC變換電路,并利用Matlab對電路的性能進行了仿真驗證。然后本文根據(jù)系統(tǒng)特點設(shè)計了基于Boost電路的MPPT控制,采用了擾動觀察法并對傳統(tǒng)方法加以改進,之后對以DSP為主控核心的控制電路與其它相關(guān)外圍電路進行了分析與設(shè)計,從而完成了對整個小型系統(tǒng)的理論分析、選用計算與電路設(shè)計。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 最大功率點跟蹤 蓄電池 Boost變換電路
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 緒論6-13
• 1.1 本課題研究的背景與意義6-7
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述7-9
• 1.3 國內(nèi)外光伏發(fā)電的發(fā)展應(yīng)用概況9-12
• 1.4 本文的研究內(nèi)容與設(shè)計要求12-13
• 第二章 光伏電池與最大功率點跟蹤13-31
• 2.1 光伏電池13-22
• 2.1.1 光伏電池的工作原理13-14
• 2.1.2 光伏電池的分類14-16
• 2.1.3 光伏電池方陣的參數(shù)和輸出特性16-17
• 2.1.4 光伏電池的選用計算與仿真分析17-22
• 2.2 光伏電池的最大功率點跟蹤方法22-31
• 2.2.1 恒壓追蹤法22-23
• 2.2.2 擾動觀察法23-25
• 2.2.3 電導(dǎo)增量法25-28
• 2.2.4 變步長尋優(yōu)方法28-31
• 第三章 蓄電池31-39
• 3.1 光伏系統(tǒng)蓄電池的特點與種類31-32
• 3.2 蓄電池的主要特性參數(shù)32-34
• 3.3 鉛酸蓄電池的充放電特性34-37
• 3.3.1 鉛酸蓄電池的充電特性34-35
• 3.3.2 鉛酸蓄電池的放電特性35-37
• 3.4 蓄電池的選用計算37-39
• 第四章 DC-DC變換電路的分析與設(shè)計39-53
• 4.1 DC-DC變換電路原理分析39-43
• 4.1.1 DC-DC變換電路基本工作原理39-40
• 4.1.2 降壓式變換電路40-42
• 4.1.3 升壓式變換電路42-43
• 4.2 Boost電路的設(shè)計43-48
• 4.2.1 器件的參數(shù)計算與選用44-46
• 4.2.2 Boost電路的仿真驗證46-48
• 4.3 基于Boost電路的MPPT方法設(shè)計48-53
• 第五章 系統(tǒng)控制電路的分析與設(shè)計53-63
• 5.1 系統(tǒng)控制電路總體設(shè)計方案53-54
• 5.2 MOSFET驅(qū)動電路54-55
• 5.3 電量檢測與信號處理電路55-57
• 5.4 基于DSP的系統(tǒng)主控制器57-63
• 5.4.1 TMS320LF2407A功能結(jié)構(gòu)57-59
• 5.4.2 PWM生成方法與相關(guān)設(shè)置59-61
• 5.4.3 系統(tǒng)編程方案與其它相關(guān)設(shè)置61-63
• 總結(jié)與改進63-64
• 參考文獻64-66
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果66-67
• 致謝67-69

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