用于矿灯充电的独立光伏系统研究

【摘要】：在地球环境污染和能源形势日益严峻的背景下,太阳能作为绿色能源越来越受到世界各国的重视。其中,光伏发电是太阳能利用的主要形式,具有广阔的发展前景,尤其是能为偏远地区用户提供电力的独立光伏系统,成为国家投资的重点。我国现有煤矿几千座,几乎所有的矿灯充电架还是采用传统的供电方式,不仅浪费能源,而且排放大量的二氧化碳和有害气体,严重污染环境。因此,本课题选择研究太阳能光伏发电在煤炭行业中的应用,用光伏发电技术来解决矿灯充电架的供电问题。 首先,对光伏电池的工作原理及输出特性进行详细的分析,并根据光伏电池的工程模型和数学公式建立了光伏电池的Matlab仿真模型,为光伏发电系统的仿真提供可能。随后,对几种最大功率跟踪方法进行分析比较,并提出了恒压启动变步长的增量电导法。本文中最大功率点的跟踪是通过控制Boost升压电路的占空比来实现的。 其次,蓄电池和直流母线之间采用双向全桥DC/DC变换器,起双向输送能量的作用。该系统能量管理的核心就是根据光伏电池和蓄电池的状态,来控制双向变换器能量传输的方向,使其工作在充电模式、放电模式或关机模式,以此来实现蓄电池的充放电,从而对整个系统进行有效的能量管理,使得光伏电池和蓄电池能够协调工作。 再次,在设计的独立光伏发电矿灯充电系统中,由DSP软件实现最大功率点跟踪、双向全桥DC/DC变换器的工作模式转换、正弦波脉宽调制等功能,并对采样电路和保护电路进行了初步设计。 最后,给出对所做工作的总结和进一步研究的设想。 【关键词】：光伏电池模型 最大功率点跟踪 双向变换器 控制策略
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 太阳能及光伏发电9
• 1.2 光伏发电技术的现状9-10
• 1.3 独立式光伏发电系统10-12
• 1.4 本课题的研究意义及所做的工作12-14
• 2 光伏电池及最大功率点跟踪14-32
• 2.1 光伏电池的工作原理14-15
• 2.2 光伏电池的模型15-17
• 2.3 软件仿真及特性曲线分析17-19
• 2.4 最大功率跟踪19-24
• 2.5 最大功率点跟踪实现24-32
• 3 蓄电池及其控制电路32-50
• 3.1 蓄电池的工作原理及模型32-34
• 3.2 光伏系统蓄电池充放电控制方法34-36
• 3.3 蓄电池能量管理36-39
• 3.4 双向变换器39-50
• 4 逆变电路设计50-58
• 4.1 光伏系统逆变器50-52
• 4.2 SPWM全桥逆变电路52-56
• 4.3 逆变电路仿真及波形分析56-58
• 5 DSP控制及辅助电路设计58-69
• 5.1 DSP控制58-60
• 5.2 DSP软件实现60-65
• 5.3 辅助电路的设计65-69
• 6 总结与展望69-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间发表的论文71-72
• 参考文献72-74

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

光伏系统中蓄电池的充电保护IC电路设计    曾德友;凌朝东;李国刚;

一种独立光伏发电系统双向变换器的控制策略    廖志凌;阮新波;

单相逆变器在PV发电系统的应用    张淼,吴捷,冯垛生

SPWM谐波分析的一般方法    曹立威,吴胜华,张承胜,吴保芳

光伏发电系统中逆变器技术应用及展望    陈维;沈辉;邓幼俊;舒杰;

一种用单片机制作的高频正弦波逆变器    赖宜章;凌立功;

光伏发电系统中逆变电源的原理与实现    赵宏娟;

3kW可调度型并网逆变器的研制    王斯成,余世杰,王德林,苏建徽,董路影,沈玉梁

向太阳索取——中国太阳光-热与光-电应用现状与展望    殷志强,孟宪淦

光伏水泵系统中 CVT 及 MPPT 的控制比较    余世杰,何慧若,曹仁贤

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

基于DSP2407的光伏方阵仿真电源的设计与研究    张熙霖

基于单片机控制新型逆变稳压电源的设计与仿真    王一铧

基于DSP控制的级联式双向DC-DC变换器的研究    张士明

数字控制双向全桥DC/DC变换器的研究    牛金红

1KW光伏并网发电系统的实现    王章权

单相光伏发电并网系统的研究    姜子晴

3KW中功率光伏逆变器的研制    王大伟

基于DSP的光伏发电系统并网技术的仿真研究    贺琳

太阳能光伏发电双模式逆变器控制策略研究    王彦

PSS和SVC对电压稳定性的影响    王慧敏,郭伟

基于MATLAB的Buck/Boost直流变换器仿真    韩学民;

基于MATLAB的三相变压器励磁涌流仿真分析    崔芳芳;

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

MATLAB对小电流接地系统单相故障的仿真    尹润;张庆生;

太阳能供电与半导体制冷箱的设计    张曦;

太阳辐射量与光伏系统优化设计软件    杨金焕;葛亮;

双馈风力发电系统中整流电路控制策略研究    张海光;沈艳霞;纪志成;周文晶;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

无轴承异步电机转子偏心的直接位移控制    潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;

一种新型的煤矿井下矿灯充电系统设计    周跃进;汪云甲;夏雯;

变频器调速系统在煤矿高强皮带中的设计及应用    李双双;

非均匀辐射条件下光伏阵列建模及运行稳定性分析    张渊明;孙彦广;张云贵;

基于MATLAB的500kV自耦变压器建模及仿真分析    刘宝林;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

主变冷却系统电源回路异常信号分析及处理    刘宝林;邱宁;

主变冷却系统电源回路异常信号分析及处理    刘宝林;邱宁;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能    杨志胜

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

可再生能源发电政策与环境效益分析方法研究    秦湘灵

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

微电源并网同步检测与定功率输出控制技术研究    龚宇雷

高频射弹撞击系统设计与试验研究    安宝林

弧形直线电机伸缩门及其控制研究    张志华

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

基于DSP的三相四线制有源电力滤波器的研究    张云波

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

三相四线制并联型有源电力滤波器的研究    徐坤山

串联动力蓄电池均衡充电技术的研究    林俊

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

大功率软开关氙灯电源的研究    韩春霞

我国光伏产业多“为他人做嫁衣裳”    

电动汽车监测微机系统的研制    姜久春,张维戈,周希德

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

直流PWM调速系统研究    高美霞,吴振奎,魏毅立,王小芹

阀控式密封铅酸蓄电池的内阻    余沛亮,陈体衔

从第八届亚洲电池会议看蓄电池工业研究现状──8ABC文献综述    王泽力,李中奇,伊晓波

电动车用阀控铅蓄电池的寿命考核    桂长清

光伏发电系统中影响蓄电池寿命因素分析    王菊芬,李宣富,杨海平,易良廷

电动自行车用蓄电池的充电方式对电池性能的影响    吴敬民

太阳能光伏系统用VRLA电池技术性能探讨    毛贤仙,项文敏,唐征

软开关双向DC-DC变换器的研究    陈刚

双向DC-DC变换器的研究    张方华

数字移相控制隔离型半桥双向DC/DC变换器研究    马学军

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

数字控制移相全桥软开关变换器    洪峰

基于软开关的大功率双向DC/DC变换器的研究    金波

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

光伏并网/独立供电两用逆变电源的研究    吴杰

可再生能源并网逆变器的研究    汪飞

燃料电池发电系统DC/DC变换器的研究    步宏飞

户用光伏并网系统及其控制方法的研究    陈晓高

户用光伏并网系统的研究    任海兵

改进Boost ZVT-PWM电路在光伏系统中的应用    孙兴中;张淼;李运德;张矛盾;

一种实用型多路DC／DC变换器    汪萍, 林韧卒

两路输出的高效同步降压开关稳压器    贺宝财

HC-VFVC型直流隔离变换器    姜英

电流控制型反激变换器分析与研究    张兰红,陈道炼,尹春

新型恒功率输出开关变换器控制策略的研究    林国庆,陈为,陈和平

本安开关电源降压式变换器的仿真及应用    吴冰;张睿彬;

Buck型变换器电路结构及其演化过程    林真;陈道炼;

同步Buck变换器的控制技术综述    陈亚爱;李卫海;周京华;

基于两象限DC/DC变换器的光伏发电系统    薛林;姚国兴;

一种提高DC-DC变换器动态响应快速性的新方案及仿真研究    马学军;岳秀梅;

三电平DC/DC变换器模糊控制器设计    潘庭龙;纪志成;

一种升压型脉冲跨周期调制DC/DC变换器的设计    常承志;付志红;苏向丰;

电力电子中的混沌现象及其应用研究    周宇飞;陈信怀;

ZVZCS PWM DC/DC全桥变换器的分析    阮新波;严仰光;

R-L振动方向变换器的研究    高炳山;方由艳;

多电平变换器拓扑研究及其最新进展    王琛琛;李永东;

新型恒功率输出开关变换器控制策略的研究    林国庆;陈为;

基于积分滑模控制的三电平Buck变换器    黄悦华;

基于BUCK-BOOST变换器的T-S模糊建模与控制    陈进军;纪志成;

PWM降压式DC-DC变换器    湖南 漆江文

降压DC-DC变换器    四川唐华淼

太阳龟池及其利用方法(十六)    青化 编译

充分利用电池能量的升压型DC/DC变换器    成都 胥绍禹 摘译

用UC3843A构成的反馈变换器    四川 唐华淼 编译

绝缘型正负电压DC-DC变换器    四川 唐华淼 编译

A/D变换器如何与数据总线连接    张达 编译

大功率DC——DC变换器因复合而更“美”    本报记者 江道辉

借助于变压器反馈绕组的反馈变换器    四川 唐华淼 编译

高效率DC-DC变换器LT1934    深圳 吾生编译

基于功率流分析与重构的直流变换器拓扑衍生理论和方法    吴红飞

高性能直流变换器系统稳定性问题研究    贾鹏宇

采用串联网侧变换器的双馈异步风力发电系统运行和控制策略研究    李辉

LCL滤波的三相变换器并网关键技术研究    王颖杰

电压源型变换器在电力系统中的若干应用    杨嘉伟

全局滑模控制Buck变换器研究    倪雨

新型交直交电压源变换器的调制技术及相关问题的研究    王树文

多变换器模块串并联组合系统研究    陈武

数字DC-DC变换器动态性能和系统稳定性提高方法研究    佟强

HEV用四端口机电能量变换器耦合问题的研究    黄文祥

LLC谐振式DC/DC变换器的研究    李宏凯

单周期控制DC/DC变换器研究    刘丽娟

光伏发电系统移相全桥DC/DC变换器及控制方法研究    刘春美

一种同步整流升压型DC-DC变换器的设计与研究    任晓琳

单级不间断高功率因数AC/DC变换器研究    宋晨

三相交错并联DC/DC变换器的拓扑优化与设计    贾儒彬

基于MPPT的DC/DC变换器设计及光伏模块并联研究    张璇

基于软开关与磁集成技术的Cuk变换器    钟安明

双馈风力发电系统双PWM变换器的研究    陈曦

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟