風(fēng)能和太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)研究

【摘要】：可再生能源的綜合利用對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)起著重要的作用。太陽能和風(fēng)能作為兩種應(yīng)用廣泛的可再生資源，在資源條件和技術(shù)應(yīng)用上都具有良好的互補(bǔ)性，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電可彌補(bǔ)單獨(dú)風(fēng)力和太陽能發(fā)電供電可靠性低和造價(jià)高的缺點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，因此對(duì)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值，本文工作包括以下內(nèi)容： 本文首先分析風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行原理，詳細(xì)闡述系統(tǒng)中重要組件的工作特性及其在系統(tǒng)中的重要作用，為后文中系統(tǒng)控制策略的提出和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)。其次，介紹了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本原理、控制器、逆變器在工作時(shí)的基本原理；采用升/降壓DC一DC直流變換電路結(jié)合蓄電池三階段充電法來實(shí)現(xiàn)蓄電池充放電控制，其電路結(jié)構(gòu)和控制皆易于實(shí)現(xiàn)。 然后，根據(jù)系統(tǒng)控制策略，基于PIC18F6720控制芯片對(duì)獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，包括采樣電路、充放電控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)；并給出了軟件流程圖，包括主程序、充放電控制子程序、太陽能發(fā)電系統(tǒng)子程序和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)子程序的流程圖。 最后建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，基于SIMUlink進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果說明在仿真模型中通過改變風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的角速度，可以使系統(tǒng)始終處于輸出最大功率的運(yùn)行狀態(tài)，這樣就說明了最大功率控制模塊確實(shí)能夠?qū)崟r(shí)地跟蹤風(fēng)速的變化。 總之，根據(jù)風(fēng)能和太陽能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)容量的合理配置，用戶的要求都可以在風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的最佳的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中得到解決，這樣可減少整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)，提高了系統(tǒng)的效率并且保證了整個(gè)系統(tǒng)供電的可靠性，所以說風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是十分合理和有效的獨(dú)立電源的發(fā)電系統(tǒng)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)能 可靠性 光伏 系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM61
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.1.1 課題研究的背景9-10
• 1.1.2 課題研究的意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排11-14
• 1.3.1 本文的研究內(nèi)容11-12
• 1.3.2 本文的結(jié)構(gòu)安排12-14
• 2 風(fēng)力發(fā)電的基本原理14-18
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型14-15
• 2.2 風(fēng)電機(jī)組的工作方式15-16
• 2.2.1 發(fā)電的工作方式15-16
• 2.2.2 風(fēng)力發(fā)電的基本原理16
• 2.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換16-17
• 2.5 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選擇17-18
• 3 光伏發(fā)電系統(tǒng)18-27
• 3.1 光伏陣列的結(jié)構(gòu)18
• 3.2 光伏陣列的基本工作原理18-19
• 3.3 光伏陣列的工作特性19-21
• 3.4 防反充二極管21-22
• 3.5 蓄電池22-23
• 3.5.1 蓄電池的工作狀態(tài)22-23
• 3.5.2 太陽能電池板的選擇23
• 3.6 充電環(huán)節(jié)和特征23-24
• 3.6.1 充電特性23-24
• 3.6.2 充電方法24
• 3.7 蓄電池充放電原理24-25
• 3.8 太陽能電池的等效電路25
• 3.9 太陽能電池仿真模型及封裝模塊25-27
• 4 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的基本原理27-35
• 4.1 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行原理27-29
• 4.2 控制器及升壓電路參數(shù)計(jì)算29-30
• 4.3 逆變器30-31
• 4.4 整流簡介及三相不可控整流電路 AC-DC 整流器31-33
• 4.5 充電控制系統(tǒng)的仿真模型33-35
• 5 獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)35-46
• 5.1 硬件電路35-36
• 5.2 控制功能的實(shí)現(xiàn)36
• 5.3 充放電控制電路36-37
• 5.4 保護(hù)電路37-38
• 5.5 輔助電源電路38
• 5.6 軟件設(shè)計(jì)38-42
• 5.7 太陽能發(fā)電系統(tǒng)控制框圖42-44
• 5.8 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制框圖44-46
• 6 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真實(shí)例46-54
• 6.1 風(fēng)力機(jī)模型與仿真46-50
• 6.2 太陽能風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)電站的選址50-51
• 6.3 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在并網(wǎng)中對(duì)逆變電源的要求51-52
• 6.4 太陽能風(fēng)能互補(bǔ)發(fā)電在并網(wǎng)時(shí)對(duì)配電網(wǎng)的影響52-54
• 7 結(jié)論與展望54-56
• 7.1 結(jié)論54
• 7.2 展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 作者簡介59-60
• 致謝60-61

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