离网型光伏发电系统的研制

【摘要】：随着世界经济的快速发展,能源需求激增,能源危机和环境污染问题日益严重,大力发展可再生能源已迫在眉睫。太阳能作为最有商业利用价值的可再生能源之一,受到各国广泛重视,我国也在大力发展大型并网型光伏电站。然而,大型光伏电站的功率波动对电网冲击很大,小型分散式离网型光伏系统是利用太阳能的一种有效途径,尤其适用于边远地区和负荷分散地区。不过,目前光伏电池的价格相对较高,为提高小型分散式光伏系统的性价比,应进一步增加光伏系统的整体效率。因此,光伏系统控制算法的优化和改进就显得尤为关键。基于上述背景,本文对小型离网型光伏发电系统进行了较为深入的研究,在固定光伏组件对光角度的前提下,以太阳能的最大化利用和系统整体性能最优为目标,设计了一套基于DSP TMS320LF2812控制的1KW离网型光伏发电系统。本文的主要工作如下: 1、在对离网型光伏发电系统进行全面分析和比较的基础上,根据设计要求对离网型光伏发电系统进行总体设计,并对系统中主功率变换电路的拓扑结构和相关电路参数进行选择和设计。 2、对光伏电池的基本原理、输出特性及最大功率跟踪原理进行理论研究,并通过分析和对比目前常见的几种最大功率点跟踪控制算法,设计本文的改进型最大功率跟踪算法。 3、基于对蓄电池工作原理以及常见充放电控制算法的研究,结合离网型光伏发电系统的自身特点,设计本文中的蓄电池充放电算法。 4、基于MATLAB/SIMUlink软件环境,对所设计的改进型最大功率跟踪算法和蓄电池充放电算法进行仿真验证。同时,研制出一套1KW离网型光伏发电系统,并进行大量硬件实验研究。 本文通过对离网型光伏发电系统的深入研究,分别设计了改进型最大功率跟踪算法和蓄电池充放电算法,并搭建了1KW离网型光伏发电系统的硬件实验平台。最后,通过仿真和硬件实验对改进型控制算法进行了研究、验证。仿真和硬件实验结果均表明:所设计的控制算法简单、可行,且系统实现成本低。因此,本文的研究工作对离网型光伏发电系统的大规模推广应用具有一定的现实意义。 本论文课题来源于广东省绿色能源技术重点实验室项目:广东省科技计划项目(2010A010200004)、广东省教育部产学研结合项目(2009B090300424)。 【关键词】：离网型光伏发电系统 最大功率点跟踪(MPPT) 蓄电池充放电
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究的背景和意义12-16
• 1.1.1 能源和环境问题12-13
• 1.1.2 光伏发电的优势13-14
• 1.1.3 光伏发电系统分类14-16
• 1.2 光伏发电产业的国内外发展现状和趋势16-20
• 1.2.1 国外发展现状和趋势16-18
• 1.2.2 国内发展现状和趋势18-20
• 1.3 本文所做的主要工作20-22
• 第二章 离网型光伏发电系统总体设计22-33
• 2.1 离网型光伏发电系统总体设计方案22-23
• 2.1.1 系统总体设计要求22
• 2.1.2 系统总体设计方案22-23
• 2.2 系统中主功率变换电路设计23-32
• 2.2.1 前级升压电路23-27
• 2.2.2 蓄电池充电电路设计27-30
• 2.2.3 蓄电池放电电路设计30-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 离网型光伏发电系统最大功率跟踪算法33-45
• 3.1 光伏电池的基本原理和特性33-36
• 3.1.1 光伏电池的基本原理33-34
• 3.1.2 光伏电池的等效电路34-36
• 3.1.3 光伏电池的输出特性36
• 3.2 常见的光伏发电系统最大功率跟踪算法36-42
• 3.2.1 恒定电压法37-38
• 3.2.2 扰动观测法38-40
• 3.2.3 电导增量法40-41
• 3.2.4 模糊逻辑控制41
• 3.2.5 其他控制算法41-42
• 3.3 改进型最大功率跟踪算法42-44
• 3.4 改进型最大功率跟踪算法的实现原理44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 离网型光伏发电系统蓄电池充放电算法设计45-56
• 4.1 蓄电池的工作原理及特性45-49
• 4.1.1 蓄电池的基本结构45
• 4.1.2 蓄电池的充放电原理45-47
• 4.1.3 蓄电池的主要特性47-49
• 4.2 常见的蓄电池充放电算法49-53
• 4.2.1 恒流充电49-50
• 4.2.2 恒压充电50
• 4.2.3 恒压限流充电50-51
• 4.2.4 阶段充电51
• 4.2.5 快速充电51-52
• 4.2.6 智能充电52
• 4.2.7 放电算法52-53
• 4.3 蓄电池充放电算法的设计与实现53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 基于MATLAB/SIMUlink 的仿真研究56-69
• 5.1 MATLAB/SIMUlink 软件简介56
• 5.2 光伏发电系统改进型最大功率跟踪算法的仿真和分析56-61
• 5.2.1 光伏阵列模型的建立56-58
• 5.2.2 改进型最大功率跟踪算法的仿真和分析58-61
• 5.3 光伏发电系统蓄电池充放电控制的仿真验证分析61-68
• 5.3.1 蓄电池模型的建立61-62
• 5.3.2 蓄电池充放电算法的仿真和分析62-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第六章 离网型光伏发电系统的实现和实验结果69-86
• 6.1 离网型光伏发电系统的硬件实现69-80
• 6.1.1 前级Boost 电路的硬件实现69-71
• 6.1.2 蓄电池充电电路的硬件实现71-72
• 6.1.3 蓄电池放电电路的硬件实现72-75
• 6.1.4 其他辅助电路的硬件实现75-80
• 6.2 离网型光伏发电系统的软件设计80-81
• 6.2.1 DSP 控制芯片的选取80
• 6.2.2 系统中算法的软件实现80-81
• 6.3 实验结果分析81-85
• 6.3.1 改进型最大功率跟踪算法的实验结果和分析81-82
• 6.3.2 蓄电池充放电算法的实验结果和分析82-85
• 6.4 本章小结85-86
• 结论和展望86-88
• 1、本文所做工作86
• 2、问题与展望86-88
• 参考文献88-92
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果92-93
• 致谢93-94
• 附件94

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

光伏发电系统实验台设计与搭建    阎娜;

光伏微网系统中蓄电池充放电控制技术研究    肖青

基于MPPT的独立光伏逆变系统设计    潘东昱

离网光伏电站系统的优化设计    李文婷;

西藏安多光伏电站电气设备绝缘特性的研究    孙广生,孔力,李安定

Renewable Energies, Present & Future    X. S. Cai

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

太阳能高压钠灯高频电子镇流器的研究    马志保;孙佩石;苏建徽;张国荣;

户用光伏并网发电系统的研究与设计    郑诗程,丁明,苏建徽,茆美琴

基于模糊控制的最大功率点跟踪方法研究    任碧莹;钟彦儒;孙向东;同向前;

一种新型光伏发电系统最大功率跟踪算法    李鹰;康龙云;朱洪波;孙静;

新型太阳能-风能混合发电系统的研制    杨苹 ,杨金明 ,张昊 ,吴捷

只为那姹紫嫣红添亮彩——深圳国际园林花卉博览园1MWp并网太阳能光伏电站    钟国锋

太阳能光伏并网发电系统的研究    赵为

采用神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术研究    李敬兆

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

半导体激光器自动温度控制系统优化设计    吴仲;

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;

基于TMS320F2812的软件锁相技术    李旭;王鸣;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

淀粉生产线浓度BP神经网络控制器的设计与实现    许志军;张春飞;胡瑞华;

光伏发电在农业照明中的应用    夏小会;李正明;

基于DSP和ISP1581的USB数据采集系统设计    陶玉贵;余红英;喻洁;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究    王雷;朱熀秋;陈艳;

吊车-双摆系统的增量式滑模控制    董云云;王中华;冯志全;程金;

基于执行依赖启发式动态规划的三容水槽液位控制    宋绍剑;李劲芝;林小峰;

基于LQ最优控制策略的交流混合磁轴承控制系统研究    陈艳;吴熙;王亦红;陆静;朱熀秋;

两轮自平衡机器人设计及LQ控制    阮晓钢;刘江;狄海江;李欣源;

基于神经网络实现模糊PID控制器的二次建模    胡文金;李太福;苏盈盈;

Distributed Generation System Development based on Various Renewable Energy Resources    

交流混合磁轴承变刚度系数分析与控制系统研究    张维煜;阮颖;嵇尚华;孙晓东;朱熀秋;

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;

中频感应炉模糊控制器的研究    甄鹏杰;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

基于CMAC的多驱动系统协调控制    李鑫

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

波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究    曾智刚

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

J-TEXT托卡马克极向场控制策略及等离子体放电运行控制的研究和实现    邱胜顺

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

继电保护测试仪检定装置的研究与实现    王磊

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

小型风机并网逆变器研究    马记

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

高压带电作业机器人运动控制系统的研究与实现    王公旺

智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究    檀庭跃

碘化锌溶液浓缩装置的设计    朱颀

太阳能光伏发电系统的技术发展    赵春江;

MH/Ni电池充电终止控制方法研究    贾高峰,韩赞东,王克争

太阳能光伏应用中的蓄电池研究    陈维;沈辉;

光伏系统最大功率点直接电流跟踪策略    崔开涌;陈国呈;张翼;俞俊杰;

中国微网标准体系研究    韩奕;张东霞;胡学浩;梁才浩;程军照;梁惠施;

太阳能并网发电技术概述    林燕;

基于TSK模糊系统的生化变量预估模型    冯斌;须文波;

光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法研究    王庆章;赵庚申;许盛之;李统福;王瑜;

离网型太阳能光伏供电系统运行情况分析    赵明智;刘志璋;

光伏效应的产生机理及应用    余长青;

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

大功率双向DC-DC变换器拓扑结构及其分析理论研究    许海平

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

电池测试设备用多重双向DC/DC变换器的研究    张亚娟

太阳能光伏逆变器总体供电电路的设计及研究    甘颖

车用混合励磁发电机的研究    王亚林

光伏发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究    闵江威

单相光伏并网发电系统中DC/DC变换器的设计与优化    孙良伟

高功率因数锂离子电池充放电系统的研制    冯韬

光伏发电系统MPPT控制方法的研究    王岩

独立光伏发电系统及其MPPT的研究    王厦楠

光伏发电系统关键技术的研究    翁炳文

工程车辆液压自动差速锁系统模型与控制策略研究    李源

基于“计算机控制技术”的机器人行走控制实验设计    闫明明;杨平;熊静琪;

采用光伏发电解决中国西部省区分散用户通电问题实施机制探讨    吴达成;

CMOS锁相环PLL的设计研究    李桂华,孙仲林,吉利久

基于神经网络实现模糊控制的方法    邰克政

电动汽车监测微机系统的研制    姜久春,张维戈,周希德

电动汽车动力蓄电池快速充电关键技术探究    王喜瑜,丁军,周希德

一种具有自学习功能模糊控制器的设计与实现    张红杰,李爱中

动力蓄电池微机控制充放电装置的研制    张维戈,姜久春,周希德

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

电动车用铅蓄电池的快速充电    桂长清

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏并网控制方法和系统的研究    汪进进

离网型风力发电机组的控制技术研究    齐发

蓄电池自动充电装置的研究    李定珍

太阳能光伏发电系统    梁祟标

发展中的太阳能光伏发电系统    邱毓昌

西藏光明工程先导项目──6kW无电村用光伏发电系统研制    江燕兴,许洪华,李平,刘光启,赵斌

中日合作太阳能光伏发电系统    李爽,刘光启,许洪化,赵斌

光伏发电系统:一种解决能源危机的重要方法    史云鹏,王莹莹,王超

光伏发电系统优化分析    汤叶华;谢建;刘祖明;廖华;陈庭金;

太阳能光伏发电技术(7) 光伏发电系统的负载与配线    马胜红;陆虎俞;

独立户用光伏发电系统成本影响因素及其分析    李冬梅;刘志璋;刘志强;

太阳能光伏发电系统为半导体行业带来新机会    周智勇;

高能效直流模块式光伏发电系统性能评估    刘邦银;段善旭;康勇;

光伏发电系统用高效逆变器的研究    周光明;沈煜;张晋茂;麻凯恩;朱正菲;杜强;

太阳能光伏发电系统性能分析的模糊综合评价方法    陆亚萍;梁小冰;

分布式光伏发电系统及微型逆变器综述    程丽敏;曹阳;

太阳能光伏发电系统工程结构强度设计    郝文华;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

光伏发电系统建模及其控制器参数的全局优化设计方法研究    谢亦丰;祝明华;熊连松;李琛;卓放;张海龙;

用于热光伏发电系统的发射体材料的研究进展    徐峰;刘爱民;罗慧晶;翁占坤;

小型离网光伏发电系统的设计    程启明;李明;陈根;王鹤霖;

光伏发电系统的过去,现在和未来    冯垛生;

莱芜供电首建光伏发电系统    王宪才　魏延彬

莱芜供电公司建成首个光伏发电系统    通讯员 王宪才　魏延彬

光伏发电系统租还是买？    徐瑶

数倍聚光跟踪光伏发电系统解决太阳能高成本难题    申淳

晶澳公司捐赠光伏发电系统    特约记者 牛献力　通讯员 王丽英

美研制新式太阳能热光伏发电系统    记者 刘霞

广东最大户用光伏发电系统亮相    本报记者　 戈晓芳 见习记者 于洋

我市首座太阳能光伏发电系统正式并网发电    记者 王莹　特约通讯员 刘孟君

我省光伏产业又添高科技“新丁”    记者 星子

依托自然优势发展新疆光伏产业    苏国平　新疆经信委副主任

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

太阳能光伏发电系统的控制问题研究    熊远生

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

泛（火用）分析方法及其应用研究    蒋爱华

新型光伏发电系统的研究    韩志强

光伏发电系统监控与发电预测模型研究    李徐辉

光伏发电系统中双模式逆变器控制策略研究    周阳

光伏发电系统电压稳定控制技术的研究    王培波

光伏发电系统效率优化问题的研究    王丹

高效率的太阳能光伏发电系统设计及优化分析    谢旗辉

光伏发电系统高效电能变换技术研究    刘阳

基于双频变换器的单相光伏发电系统研究    方堃

单相光伏发电系统与并网控制策略的研究    宋涛松

太阳能光伏发电系统的研究    孔娟