建筑设备电能回收节能控制研究

【摘要】：由于人口的增长,传统能源的减少,现在电力资源也越来越短缺。减少对电能的浪费,积极寻找可再生资源发电是我们解决电力资源短缺的方法。建筑中的用电设备消耗了大量的电能,建筑节电是一个非常具有潜力的领域。在一些建筑设备中,在耗费大量电能的同时却存在再生发电的现象,假设我们把再生的能量全部收集起来再利用,将会产生巨大的经济效益和社会效益。本文总结了建筑设备再生电能回收的三种技术方案并选择再生电能直接回馈电网技术方案和电能存储回馈技术方案为本文的研究内容。为研究并网回馈的电能回收方式,在实验室搭建了实验平台。实验系统包括机械装置,变频控制系统,电能回馈装置、功率监控终端以及上位机控制系统。通过联轴器连接的两台电动机来模拟再生发电的过程,分别通过转矩控制和速度控制,作为主电动机和模拟负载电机。经过发电实验,并网实验和不同工况下对比实验。实验结果证明该方案的合理性。为提高再生电能的回馈质量,本文还总结和分析了传统采样算法的问题和不足,结合峰值采样算法的原理,提出了改进型峰值采样算法。并进行了仿真和实验验证,结果表明改进型峰值采样算法输出波形正弦度高,谐波含量低,证明了算法的合理性。本文还对电能存储回馈技术方案进行了研究。设计了模拟再生电能的实验装置,并且设计了buck降压电路和boost升压电路,实现了升压和降压变换。 【关键词】：再生电能 直接回馈 逆变算法 存储回馈
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题的研究背景和意义8-10
• 1.2 建筑设备电能回收技术的国内外研究状况10-12
• 1.3 论文的主要工作12-14
• 第2章 建筑设备电能回收的技术线路14-25
• 2.1 再生电能的回收原理14-17
• 2.2 电能直接回馈电网型技术方案17-19
• 2.2.1 专用逆变器能量回馈电网方式17-18
• 2.2.2 双脉宽调制PWM变频器电能回馈方式18-19
• 2.3 电能存储回馈型技术方案19-22
• 2.3.1 典型电能变换电路20-21
• 2.3.2 储能装置21-22
• 2.4 公共直流母线技术方案22-23
• 2.5 技术方案的比较与提炼23-25
• 第3章 再生电能并网回馈系统研究25-39
• 3.1 再生电能并网回馈系统硬件设计25-29
• 3.1.1 系统总体设计25-26
• 3.1.2 电能回馈装置硬件设计26-28
• 3.1.3 机械保护机构设计28-29
• 3.2 再生电能并网回馈系统软件设计29-31
• 3.2.1 电能回馈装置软件设计29-30
• 3.2.2 上位机组态画面设计30-31
• 3.3 再生电能并网回馈系统实验31-39
• 3.3.1 电机回馈发电实验31-32
• 3.3.2 并网实验32-36
• 3.3.3 不同频率下发电对比实验36-39
• 第4章 再生电能逆变算法研究39-53
• 4.1 SPWM逆变控制技术39-41
• 4.2 改进型SPWM逆变峰值采样算法研究41-47
• 4.2.1 自然采样法42
• 4.2.2 规则采样法42-44
• 4.2.3 峰值采样法44-45
• 4.2.4 改进型峰值采样法45-47
• 4.3 改进型SPWM逆变峰值采样算法仿真47-50
• 4.3.1 Simulink仿真环境47-48
• 4.3.2 仿真模型的建立48-50
• 4.3.3 仿真结果分析50
• 4.4 改进型SPWM逆变峰值采样算法实验50-53
• 4.4.1 三相逆变电路的搭建50-52
• 4.4.2 实验波形与结论52-53
• 第5章 电能存储回馈型技术方案53-73
• 5.1 再生电能演示装置53-59
• 5.1.1 再生电能演示装置的原理53-54
• 5.1.2 再生电能演示装置的硬件设计54-56
• 5.1.3 再生电能演示实验56-59
• 5.2 BUCK降压电路设计59-65
• 5.2.1 buck降压电路参数设计59-60
• 5.2.2 buck降压电路PID闭环控制仿真60-64
• 5.2.3 buck降压电路实验与分析64-65
• 5.3 BOOST升压电路设计65-71
• 5.3.1 boost升压电路参数设计65-67
• 5.3.2 boost升压电路PID闭环控制仿真67-70
• 5.3.3 boost升压电路实验与分析70-71
• 5.4 BUCK/BOOST电路级联设计71-73
• 总结与展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文78

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