太阳能光伏发电系统的研究

发布时间：2017-03-28 11:20

  本文关键词：太阳能光伏发电系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能凭其独特的优点,受到了一致青睐,在太阳能的各种应用中,光伏应用倍受关注。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。独立发电(Stand-alone)系统和并网发电(Grid-connected)系统将成为光伏应用的主流。基于此,本文就光伏发电系统中的一些关键问题——如光伏阵列的最大功率点跟踪和蓄电池的优化管理,逆变器的控制策略以及系统监控部分的设计等方面做了详细的理论分析,建立了仿真模型,提出了相应的控制策略。具体来说,本文的主要研究内容可归纳如下。 1)阐明了不同结构的光伏发电系统的性能和特点。 2)分析了蓄电池的工作原理和使用特性,详细描述了蓄电池充电器的充电方法对蓄电池的容量和使用寿命的影响,最后用单片机简单设计了带有温度保护和三段充电功能的蓄电池充电器。 3)分析了太阳能电池的工作特点,分析了获得太阳能电池最大功率点的方法。较细致的阐述了定电压跟踪法,扰动观察法和滞环比较法,最后详细的说明了用模糊控制逻辑获得最大功率点的方法。 4)分析了逆变器的工作原理和控制方法,解释了PWM的工作原理和工作特性,用MATLAB仿真了PWM的波形产生和逆变器的工作波形,最后用STC单片机制作了带有可调占空比的PWM波形发生器。 5)设计了太阳能发电装置的监控系统,包括温度采集,工作时间,数据存储,设计了液晶芯片用来显示上述数据。
【关键词】：太阳能 蓄电池 MPPT 逆变器 监控系统
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 光伏发电产业的现状11-18
• 1.1.1 发展光伏发电产业的紧迫性11
• 1.1.2 国外光伏发电产业的现状11-14
• 1.1.3 国外研究现状14-15
• 1.1.4 我国光伏发电产业的现状15-17
• 1.1.5 国内研究现状17-18
• 1.2 太阳能发电的发展趋势18-19
• 1.3 本文所做的主要工作19-20
• 第2章 太阳能光伏发电的系统组成20-28
• 2.1 光伏系统构成20-21
• 2.2 独立供电的光伏发电系统21-24
• 2.2.1 太阳电池22
• 2.2.2 一体化光伏充电器22
• 2.2.3 白天用光伏系统22-23
• 2.2.4 储能式直流系统23
• 2.2.5 交/直流两用光伏系统23-24
• 2.3 与电网并网的光伏发电系统24-27
• 2.3.1 并网光伏系统24
• 2.3.2 不可调度式光伏并网发电系统24-25
• 2.3.3 可调度式光伏并网发电系统25-26
• 2.3.4 光伏混合发电系统26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 光伏发电系统中蓄电池充电器设计28-37
• 3.1 蓄电池简介28-29
• 3.1.1 蓄电池分类28-29
• 3.2 铅蓄电池主要参数29-32
• 3.2.1 蓄电池容量29-30
• 3.2.2 蓄电池能量效率30-31
• 3.2.3 蓄电池循环寿命31-32
• 3.3 光伏蓄电池充电器的设计32-33
• 3.3.1 光伏系统中蓄电池的使用环境32
• 3.3.2 光伏系统中常用的蓄电池32-33
• 3.4 蓄电池充电规律33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 太阳能电池最大功率点的跟踪控制研37-49
• 4.1 太阳能电池的基本原理和特性37-38
• 4.2 太阳能最大功率点跟踪方法38-43
• 4.2.1 定电压跟踪法39-40
• 4.2.2 扰动观察法40
• 4.2.3 滞环比较法40-43
• 4.3 模糊逻辑控制法43-48
• 4.3.1 选择模糊逻辑控制方案的原因43
• 4.3.2 在光伏并网发电系统中使用模糊逻辑进行MPPT43-45
• 4.3.3 模糊推理算法45-46
• 4.3.4 精确输出量的反模糊化46-47
• 4.3.5 使用模糊控制方法的优点47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 光伏发电系统逆变器的研究49-63
• 5.1 逆变器的控制策略49
• 5.2 逆变器的工作方式49-55
• 5.2.1 瞬时值滞环比较方式52-53
• 5.2.2 电流三角波比较方式53
• 5.2.3 PWM逆变电路的基本原理53-55
• 5.3 利用MATLAB7.1进行逆变电路的仿真55-56
• 5.3.1 MATLAB的仿真工具SIMULINK55
• 5.3.2 利用MATLAB产生PWM信号55-56
• 5.4 使用上述PWM波形的单相逆变仿真56-58
• 5.5 三相PWM逆变电路58-61
• 5.6 利用STC5410单片机产生PWM波形61-62
• 5.7 本章小结62-63
• 第6章 监控系统设计63-72
• 6.1 功能设计63-65
• 6.2 外部电路设计65-71
• 6.2.1 键盘操作电路66
• 6.2.2 时钟电路和数据存储电路66-69
• 6.2.3 液晶显示电路和温度采集电路的设计69-71
• 6.3 本章小结71-72
• 结论72-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果76-77
• 致谢77-78
• 附录78-80

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 于卫卫;基于PSASP的光伏发电系统建模与并网分析[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 李方健;基于嵌入式Webserver的光伏逆变器监控平台开发[D];北京交通大学;2011年

3 许龙飞;太阳能光伏发电系统控制器的研制[D];西华大学;2011年

4 李二帅;光伏电池阵列特性测试系统研究[D];长春工业大学;2012年

5 陈天水;基于高频链的独立光伏系统的研究[D];电子科技大学;2012年

6 祖光鑫;三相光伏并网发电系统控制器的研究与设计[D];东北大学;2011年

7 朱晶晶;通用型光伏电站监控系统研究[D];合肥工业大学;2012年

  本文关键词：太阳能光伏发电系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：272182