燃料電池電動(dòng)汽車DC/DC變換器的諸如工作電壓、電流、效率、體積、重量、溫度這些參數(shù)指標(biāo)中溫度參數(shù)是一個(gè)尤為重要的參數(shù)。如何對(duì)DC/DC變換器內(nèi)部多點(diǎn)溫度參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)從而為DC/DC變換器提供可靠的溫度參數(shù)就成為本課題的直接來(lái)源和選題依據(jù)。 USB總線具有即插即用、使用方便、易于擴(kuò)展以及抗干擾能力強(qiáng)等其它總線無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。如今USB已經(jīng)成為PC上的標(biāo)準(zhǔn)接口，并迅速占領(lǐng)了計(jì)算機(jī)中、低速外設(shè)的市場(chǎng)。而且隨著計(jì)算機(jī)功能的不斷強(qiáng)大，虛擬儀器技術(shù)也在不斷發(fā)展。它代表了測(cè)量與控制技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。本課題的研究目的就是希望將USB總線技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用到測(cè)量系統(tǒng)中，充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的資源，設(shè)計(jì)一個(gè)基于USB總線和LabVIEW的多路溫度測(cè)試儀。 在了解DC/DC變換器內(nèi)部主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，考慮測(cè)試系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，選用擴(kuò)展了USB功能的微控制器芯片STM32F103和高精度溫度傳感器PT1000完成了基于恒流源的多通道溫度檢測(cè)電路原理圖與印刷電路板設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)USB協(xié)議和電子芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)了測(cè)試儀的下位機(jī)固件程序。通過(guò)LabVIEW中的NI—VISA開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)與USB設(shè)備的通信功能。在LabVIEW虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中編寫(xiě)用戶界面并建立合理的報(bào)表生成系統(tǒng)，有效存儲(chǔ)數(shù)據(jù)提供用戶查詢。 直接在LabVIEW環(huán)境下通過(guò)NI—VISA開(kāi)發(fā)能驅(qū)動(dòng)用戶USB系統(tǒng)應(yīng)用程序，完全避開(kāi)了以前開(kāi)發(fā)USB驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)雜性，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期，節(jié)省了開(kāi)發(fā)成本。設(shè)計(jì)完畢后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了軟硬件聯(lián)調(diào)，通道標(biāo)定和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并進(jìn)行了精度分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明課題在這一研究過(guò)程中取得了預(yù)期的良好結(jié)果。
上傳時(shí)間： 2013-06-07
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隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、人口的增長(zhǎng)和科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)能源的消耗量越來(lái)越大，這就帶來(lái)了一系列能源的耗盡和環(huán)境污染問(wèn)題。太陽(yáng)能作為一種優(yōu)越的可再生能源而受到世界各國(guó)的重視并具有較大發(fā)展?jié)摿Α榱诉M(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化及可靠運(yùn)行，本文研究獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和控制策略。相對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)，這對(duì)于國(guó)家正大力發(fā)展的西部太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)是具有現(xiàn)實(shí)意義的。 首先，本文詳細(xì)介紹了光伏發(fā)電的國(guó)內(nèi)外研究背景，光伏電池的種類、發(fā)電原理及輸出特性，并介紹了獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成、運(yùn)行原理和應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上論述了光伏系統(tǒng)常用的DC/DC變換電路，負(fù)載最大功率跟蹤（MPPT）的方法等人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。融合了上述原理技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)功率為25W的獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)。 其次，為減小傳統(tǒng)的固定步長(zhǎng)的擾動(dòng)法進(jìn)行最大功率跟蹤的步長(zhǎng)大振蕩大，步長(zhǎng)小跟蹤速度慢的缺陷，本文提出了電壓自適應(yīng)最大功率跟蹤算法，其原理是引入了不同的步長(zhǎng)系數(shù)，根據(jù)功率變量值的大小，確定合適的控制步長(zhǎng)進(jìn)行電壓參考值的給定，并在MATLAB環(huán)境下利用Simulink工具搭建模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果驗(yàn)證了此種跟蹤方法具有快速性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)。 最后，搭建硬件電路，通過(guò)對(duì)電池板的不同安裝角度測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，得出不同季節(jié)在大連地區(qū)安裝的不同最佳角度值。設(shè)計(jì)了25W的獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)的主電路及其控制電路，包括光伏電池的選擇，Boost主電路參數(shù)、控制電路部分、驅(qū)動(dòng)電路及其檢測(cè)電路各模塊分別進(jìn)行了詳細(xì)的探討；對(duì)獨(dú)立系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置蓄電池的充放電電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，利用單片機(jī)dsPIC30F3011控制電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)了最大功率跟蹤和蓄電池的充電電壓、放電極限電壓及充電電流的控制，可防止過(guò)充過(guò)放現(xiàn)象的發(fā)生，從而實(shí)現(xiàn)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
標(biāo)簽： 獨(dú)立 光伏發(fā)電系統(tǒng) 運(yùn)行
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的日益成熟，太陽(yáng)能的發(fā)電應(yīng)用在世界范圍內(nèi)得以迅速推廣。因此，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的作用越來(lái)越被人們所重視。 在現(xiàn)階段，光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以系統(tǒng)工程師的設(shè)計(jì)為主，很少有計(jì)算機(jī)輔助的成分，因此設(shè)計(jì)出的方案帶有較大的主觀性和不確定性。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及到的數(shù)據(jù)量很大，所以工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免會(huì)忽略甚至錯(cuò)誤地計(jì)算某些數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致部分資源沒(méi)能得到合理地利用。如果能將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)融入到光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中來(lái)，一是可以大量節(jié)省光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)間，二是可以確保設(shè)計(jì)出的方案具有較高的實(shí)用性，并且可以使各種資源得到最大的利用。 國(guó)外目前應(yīng)用的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)軟件主要有：德國(guó)西門(mén)子的PVDesigner，瑞士的PVSyst，加拿大的RETScreen，德國(guó)的PVSOL等。而國(guó)內(nèi)在光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的軟件產(chǎn)品幾乎為空白，因此開(kāi)發(fā)一款適合在國(guó)內(nèi)使用的光伏系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件具有重要的意義。 綜上所述，本課題有較大的需求空間，并具有廣闊的發(fā)展前景，對(duì)發(fā)展國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的意義，同時(shí)具備應(yīng)用和研究?jī)r(jià)值。筆者建立了光伏發(fā)電系統(tǒng)輻射量計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型應(yīng)用Visual C＃開(kāi)發(fā)出適用于Windows平臺(tái)的光伏系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件。該設(shè)計(jì)軟件除了能進(jìn)行一般的數(shù)據(jù)計(jì)算之外，更重要的是能自動(dòng)地求出太陽(yáng)電池組件、逆變器數(shù)目以及它們各自的串并聯(lián)數(shù)目，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者解決設(shè)計(jì)中最為困難的問(wèn)題，省去設(shè)計(jì)者大量的重復(fù)而復(fù)雜的分析和計(jì)算，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用打開(kāi)一扇方便之門(mén)。而通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，筆者設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)軟件可為光伏發(fā)電系統(tǒng)提供較為合理的配置方案。
標(biāo)簽： 并網(wǎng)光伏 發(fā)電系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染，已經(jīng)成為制約人類社會(huì)健康發(fā)展的兩大重要因素。新能源的開(kāi)發(fā)與利用愈來(lái)愈受到重視，太陽(yáng)能以其清潔環(huán)保、蘊(yùn)藏豐富等優(yōu)點(diǎn)逐步得到了開(kāi)發(fā)利用。光伏逆變電源作為太陽(yáng)能利用中主要的能量變換裝置，是目前研究和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。 本課題研究的是可并網(wǎng)三相光伏逆變電源，以追求體積小、效率高、精度大、方便實(shí)用為目的，采用了DC—HFAC—DC—LFAC三級(jí)功率傳輸架構(gòu)，設(shè)計(jì)中使用了SPWM技術(shù)、SVPWM技術(shù)、內(nèi)高頻環(huán)技術(shù)、DSP數(shù)字控制技術(shù)和數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)等前沿實(shí)用技術(shù)。 直流DC—DC變換器采用內(nèi)高頻環(huán)技術(shù)，既實(shí)現(xiàn)了電氣隔離又大大的減小了裝置體積。這一部分本文不做涉及，本文所涉及的內(nèi)容為本系統(tǒng)的DC—AC逆變電源部分，本論文的主要內(nèi)容如下： 首先，分析了幾種DC—AC逆變器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用需要，選擇三相四橋臂結(jié)構(gòu)作為本文主電路結(jié)構(gòu)，滿足了電網(wǎng)負(fù)載的不平衡性。在選擇了三相四橋臂結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，選取兩種最新的SVM控制方法：基于三態(tài)滯環(huán)的瞬時(shí)空間電流相量控制法與二維空間矢量控制法，對(duì)兩種方法作出詳細(xì)分析比較，根據(jù)實(shí)用性原則，選取二維空間矢量控制法作為本文的控制方法。 其次，選取了主控芯片TI公司的TMS320F2812，電路中的功能盡量數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，既控制了電路體積，又大大提高了系統(tǒng)的安全性與可靠性。設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路、保護(hù)電路、濾波器電路等系統(tǒng)電路，本系統(tǒng)所有硬件電路均設(shè)計(jì)完畢。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，大部分電路都用ORCAD—Pspice仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，小部分電路搭建實(shí)際電路，設(shè)計(jì)電路都能達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 隨后，簡(jiǎn)單介紹了DSP編程環(huán)境CCS。詳細(xì)分析了SVPWM的工作原理，并給出二維空間矢量法在DSP中的實(shí)現(xiàn)方法。介紹幾種MPPT方法，并選取本課題所選用的方法。 最后，給出系統(tǒng)仿真，分析了重點(diǎn)模塊，得到了仿真結(jié)果。 關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)電源、空間矢量脈寬調(diào)制、內(nèi)高頻環(huán)、三相四橋臂
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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隨著世界能源危機(jī)的到來(lái)，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中正在發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。而太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進(jìn)一步提高。為了迎合市場(chǎng)上對(duì)高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構(gòu)作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強(qiáng)大功能，使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學(xué)魯能實(shí)習(xí)基地“光伏并網(wǎng)逆變器項(xiàng)目”，目前已經(jīng)試制出樣機(jī)。本人主要負(fù)責(zé)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)工作。本文主要研究?jī)?nèi)容有： @@ 1．本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術(shù)。文中詳細(xì)分析了這種逆變器的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 @@ 2．采用MATLAB/Simulink軟件對(duì)并網(wǎng)逆變器的控制算法進(jìn)行仿真，包括前級(jí)DC-DC變換的控制算法以及后級(jí)DC-AC逆變的控制算法。通過(guò)仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)算法的可行性，對(duì)DSP程序開(kāi)發(fā)提供了很好的指導(dǎo)意義。 @@ 3．本文將ARM+DSP架構(gòu)作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護(hù)、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鍵盤(pán)等硬件電路。 @@ 4．本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了兩種最大功率點(diǎn)跟蹤控制算法：功率擾動(dòng)觀察法或增量電導(dǎo)法；孤島檢測(cè)方法采用被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種檢測(cè)方式，被動(dòng)式所采用的方法是將過(guò)/欠電壓和電壓相位突變檢測(cè)相結(jié)合的方式，主動(dòng)式采用正反饋頻率偏移法；為了實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術(shù)。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 @@ 5．本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機(jī)控制系統(tǒng)主程序流程圖。 @@ 6．最后對(duì)并網(wǎng)逆變器樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。結(jié)果顯示：該樣機(jī)基本上實(shí)現(xiàn)了本文提出的設(shè)計(jì)方案所應(yīng)完成的各項(xiàng)功能，樣機(jī)的性能比較理想。 @@關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能光伏；并網(wǎng)逆變器；SPWM； DSP； ARM
標(biāo)簽： ARMDSP 架構(gòu) 太陽(yáng)能光伏
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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世界能源危機(jī)和環(huán)境惡化促使開(kāi)發(fā)利用可再生能源和各種綠色能源以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展成為人類當(dāng)前的首要任務(wù)。而隨著太陽(yáng)能電池和電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏發(fā)電技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不僅是當(dāng)今能源的一個(gè)重要補(bǔ)充，更具備成為未來(lái)主要能源的潛力。當(dāng)前，光伏發(fā)電不斷向低成本、高效率和高功率密度方向發(fā)展，太陽(yáng)能光伏利用的主要形式將是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。 @@ 本文主要工作是研究一種光伏發(fā)電并網(wǎng)/獨(dú)立雙模式逆變器的控制策略，這種逆變器不僅可靠性好，而且能提高可再生能源利用率。文章對(duì)光伏發(fā)電應(yīng)用形式和并網(wǎng)逆變器的分類進(jìn)行了闡述，綜合考慮可靠性、工作效率和成本，選擇兩級(jí)全橋結(jié)構(gòu)逆變器作為研究對(duì)象，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多應(yīng)用于小型并網(wǎng)逆變器。 @@ 通過(guò)分析比較各種電流控制方式，選擇單極性SPWM控制方式來(lái)產(chǎn)生本文逆變器控制信號(hào)。根據(jù)系統(tǒng)具體情況，在不同的運(yùn)行模式下應(yīng)用不同的控制策略。并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)決定逆變器的輸出電壓，逆變器看作電流源，采用電流雙閉環(huán)控制輸出電流；獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，逆變器采用電流電壓閉環(huán)控制輸出電壓。并利用MATLAB Simulink對(duì)兩種模式下工作的單相和三相逆變器進(jìn)行仿真。依據(jù)瞬時(shí)無(wú)功理論，提出一種應(yīng)用在三相電路的軟件鎖相環(huán)，仿真結(jié)果顯示該鎖相環(huán)鎖相效果良好。 @@ 雙模式逆變器在兩種模式間切換的時(shí)候，容易對(duì)負(fù)載、電網(wǎng)和電源本身造成沖擊和干擾，需要采取有效的切換控制方法來(lái)減少這種影響。本文詳細(xì)分析了獨(dú)立模式和并網(wǎng)模式之間切換過(guò)程，并對(duì)不同的切換順序進(jìn)行比較，并給出一種兩種模式間無(wú)縫切換的控制方法。利用MATLAB Simulink對(duì)單相和三相逆變器兩種模式間切換過(guò)程進(jìn)行建模仿真，結(jié)果證明了這種模式切換方法的可行性。 @@ 介紹了以DSP（TMS320F2812）為核心的控制電路，并對(duì)部分硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，給出了部分軟件流程圖。 @@關(guān)鍵字：光伏發(fā)電系統(tǒng)；逆變器；并網(wǎng)運(yùn)行；獨(dú)立運(yùn)行；無(wú)縫切換
標(biāo)簽： 太陽(yáng)能光伏發(fā)電 雙模式 逆變器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著能源的緊張和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)和利用太陽(yáng)能已受到越來(lái)越多的重視。通過(guò)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并將電能輸送到電網(wǎng)上，是太陽(yáng)能利用的主要形式。 本文對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了深入的研究。首先，分析了太陽(yáng)能電池發(fā)電的基本原理，得出了太陽(yáng)能電池的等效模型，通過(guò)分析太陽(yáng)能電池的I-V特性，可以看出太陽(yáng)能電池是一非線性電源，而且輸出電能受環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度的影響，為了使太陽(yáng)能電池能夠最大效率地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，需要對(duì)其進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤。通過(guò)分析和對(duì)比各種最大功率點(diǎn)跟蹤方法的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了改進(jìn)擾動(dòng)觀察法結(jié)合BOOST升壓電路來(lái)對(duì)電池板進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤的方案。其次，分析對(duì)比并網(wǎng)電流的各種控制方式，確定采用滯環(huán)比較方式對(duì)并網(wǎng)電流進(jìn)行控制，為了使并網(wǎng)電流穩(wěn)定可靠地向電網(wǎng)送電，采用雙閉環(huán)控制策略對(duì)并網(wǎng)逆變器進(jìn)行控制，使逆變器輸出電流能與電網(wǎng)電壓同頻同相，以單位功率因數(shù)向電網(wǎng)輸電。最后，對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)進(jìn)行了研究，介紹了各種孤島檢測(cè)方法，分析了基于正反饋的主動(dòng)移頻式孤島檢測(cè)方法(AFDPF)的參數(shù)優(yōu)化方案，為AFDPF檢測(cè)盲區(qū)的分析提供理論依據(jù)。 本文在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下，利用SimPowerSystems功能模塊建立了仿真模型，對(duì)太陽(yáng)能電池板的數(shù)學(xué)模型，最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略，并網(wǎng)控制策略進(jìn)行驗(yàn)證仿真。仿真結(jié)果證明了本文的方案和控制策略的正確性。
標(biāo)簽： 光伏并網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng) 控制策略
上傳時(shí)間： 2013-07-14
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隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，開(kāi)發(fā)利用清潔的可再生能源勢(shì)在必行。太陽(yáng)能是當(dāng)前世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)、大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用最有前景的可再生能源之一。其中太陽(yáng)能光伏利用受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注，而太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電是太陽(yáng)能光伏利用的主要發(fā)展趨勢(shì)，必將得到快速的發(fā)展。此外，高性能的數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP)的出現(xiàn)，使得一些先進(jìn)的控制策略應(yīng)用于光伏并網(wǎng)逆變器成為可能。本論文就是在此背景下，對(duì)太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心器件并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了較為深入的研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩個(gè)核心部分是太陽(yáng)能電池板的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。 首先，本文對(duì)太陽(yáng)能電池的工作原理及工作特性進(jìn)行介紹，詳細(xì)分析太陽(yáng)能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。 其次，本文對(duì)幾種傳統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制算法進(jìn)行了研究、分析和比較，提出各自優(yōu)缺點(diǎn)。基于最大功率跟蹤過(guò)程的快速性和穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)采用改進(jìn)的間歇掃描法來(lái)實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽(yáng)能電池的最大功率輸出，以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點(diǎn)跟蹤速度。 再次，針對(duì)既可獨(dú)立運(yùn)行又可并網(wǎng)運(yùn)行的單相光伏逆變器，本文采用有效值外環(huán)、瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)的控制方法，既保證了逆變器輸出的靜態(tài)誤差為零，又保證了逆變器良好的輸出波形。給出了同時(shí)滿足獨(dú)立和并網(wǎng)兩種運(yùn)行模式的輸出濾波器結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)的計(jì)算過(guò)程，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。 隨后，詳細(xì)討論了并網(wǎng)過(guò)程中的軟件鎖相環(huán)技術(shù)，對(duì)鎖相環(huán)電路的組成、工作原理進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此方法可靠有效，能使逆變器輸出電流與電網(wǎng)電壓完全同相，達(dá)到功率因數(shù)為1的目的。 最后，采用TI公司的TMS320LF2407A作為主控芯片，研制完成1.5kW實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，分別得出了獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明，所采用的控制策略和設(shè)計(jì)的硬件電路能夠滿足設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)可安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
標(biāo)簽： 太陽(yáng)能光伏 分 并網(wǎng)發(fā)電
上傳時(shí)間： 2013-05-18
上傳用戶：uuuuuuu
太陽(yáng)能作為一種新型能源以其清潔、儲(chǔ)量大、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)使其利用越來(lái)越受到人們的重視,而光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用更是人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。本文主要研究了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制方法。由于目前光伏電池的價(jià)格高,轉(zhuǎn)換效率比較低,為了降低系統(tǒng)造價(jià)和有效的利用太陽(yáng)能,對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法的研究顯得尤為重要。 本文針對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn),將其分為三部分進(jìn)行研究。研究了光伏電池的工作原理及輸出特性,在此基礎(chǔ)上建立了其仿真模型。利用PSIM仿真軟件對(duì)不同環(huán)境及不同日照強(qiáng)度下的太陽(yáng)能電池輸出特性進(jìn)行了仿真。仿真與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證了其仿真模型的正確性,為后續(xù)的仿真奠定基礎(chǔ)。 光伏板的最大功率點(diǎn)的控制是實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)高效率的輸出的必要條件。采用基于模糊控制的方法求取最大功率點(diǎn)驅(qū)動(dòng)boost升壓變換器,用以實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤和控制。針對(duì)電導(dǎo)增量法和干擾法的不足,研究了基于模糊控制的方法。從仿真及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均能看出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)功率損耗大大縮小,提高了其穩(wěn)態(tài)性能。 闡述了并網(wǎng)逆變器的工作原理和控制策略。基于逆變控制方法的研究,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)。其中控制方法采用電流滯環(huán)跟蹤控制。從仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出實(shí)現(xiàn)了輸出功率因數(shù)為1的控制目標(biāo)。 開(kāi)發(fā)了光伏并網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了基于DSP的最大功率點(diǎn)控制系統(tǒng)和逆變并網(wǎng)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文采用的控制策略和設(shè)計(jì)方法是可行有效的,主電路和控制電路的設(shè)計(jì)是合理的。
標(biāo)簽： 光伏并網(wǎng)發(fā)電 系統(tǒng)控制 法的研究
上傳時(shí)間： 2013-07-28
上傳用戶：yepeng139
在能源枯竭及環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重的今天，光伏發(fā)電是未來(lái)可再生能源應(yīng)用的一種重要方法。本文以光伏逆變技術(shù)為研究對(duì)象，對(duì)光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤方法、光伏智能充電控制策略、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方法、光伏并網(wǎng)與有源濾波統(tǒng)一控制方法等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。 在擾動(dòng)觀測(cè)法的基礎(chǔ)上，提出了一種直接電流控制最大功率點(diǎn)跟蹤方法，通過(guò)檢測(cè)變換器輸出電流進(jìn)行最大功率點(diǎn)跟蹤控制，簡(jiǎn)化控制算法，同時(shí)省去了擾動(dòng)觀測(cè)法中的電壓和電流傳感器，降低系統(tǒng)成本。 研究了一種實(shí)用的光伏系統(tǒng)蓄電池充電控制策略，將最大功率點(diǎn)跟蹤與智能充電控制有機(jī)結(jié)合在一起，充分利用光伏電池的輸出功率，縮短充電時(shí)間，提高充電效率；研究了一種全數(shù)字式逆變器，通過(guò)電壓有效值外環(huán)和瞬時(shí)值內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制，既能保證系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)態(tài)精度，又能保證瞬變負(fù)載條件下的動(dòng)態(tài)特性。研制了一套3kW光伏獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 針對(duì)住宅型光伏并網(wǎng)逆變器體積小、性能價(jià)格比高的要求，研究了一種基于導(dǎo)抗變換器的并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)電流型逆變器，本拓?fù)涫∪チ吮恐氐碾娍蛊鳎瑫r(shí)利用高頻變壓器進(jìn)行能量傳遞和電氣隔離，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)損耗和體積，降低系統(tǒng)成本。 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于導(dǎo)抗變換器的固有特性，采用傳統(tǒng)的SPWM調(diào)制方法將導(dǎo)致并網(wǎng)逆變器輸出平頂飽和的非正弦電流，造成對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，提出了一種新型改進(jìn)調(diào)制模式。該方法可以實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)、低諧波并網(wǎng)發(fā)電。根據(jù)上述理論分析，研制了一臺(tái)3kW單相光伏并網(wǎng)逆變器，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性。 研究了一種三相電流型并網(wǎng)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其控制方法，采用改進(jìn)調(diào)制模式對(duì)其進(jìn)行控制，在諧波抑制方面取得了滿意的效果。提出的三相并網(wǎng)逆變方案，相比于傳統(tǒng)三相并網(wǎng)逆變器，具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)中任意一相都是一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，不受其它相影響，即使在某一相或某兩相損壞的情況下，剩余相也能正常運(yùn)行，增加了系統(tǒng)的冗余性；在三相電網(wǎng)不平衡情況下，本方法也能提供穩(wěn)定的三相電流，增加系統(tǒng)抗電網(wǎng)波動(dòng)能力。初看起來(lái)本方案使用的導(dǎo)抗變換器和變壓器有3套，但是每相承受的功率容量只有系統(tǒng)總功率的三分之一，這樣可以選用較小容量的器件，有利于高頻電感和變壓器的制作和生產(chǎn)。提出了一種基于導(dǎo)抗變換器的三相電流型逆變器實(shí)現(xiàn)方案，利用導(dǎo)抗變換器將輸入直流電壓變換為高頻正弦電流，經(jīng)高頻變壓器隔離及電流等級(jí)變換后進(jìn)行裂相調(diào)制，輸出為三相正弦電流。該方法不僅省去了傳統(tǒng)電流型逆變器直流側(cè)電抗器，而且采用高頻變換進(jìn)行功率傳輸，減小了隔離變壓器及輸出濾波器的體積，有利于裝置的小型化和降低成本。 針對(duì)光伏電池輸出電壓較低的問(wèn)題，研究了一種單級(jí)式三相升壓型并網(wǎng)逆變器，通過(guò)一級(jí)變換同時(shí)實(shí)現(xiàn)升壓和DC/AC變換功能，并且提出了一種基于DSP芯片的控制策略，本方法僅用一個(gè)電壓傳感器就能替代原先的三個(gè)電壓傳感器：每個(gè)載波周期短路相只進(jìn)行一次開(kāi)關(guān)動(dòng)作，同時(shí)任何時(shí)刻只有2個(gè)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，可有效降低系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗；由于采用DSP控制，具有控制靈活、穩(wěn)定性高、成本低、并網(wǎng)電能質(zhì)量好，便于功率調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。 提出了一種光伏并網(wǎng)與有源濾波兼用的統(tǒng)一控制策略，在同一套裝置上既實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)發(fā)電，又實(shí)現(xiàn)諧波補(bǔ)償，克服目前的光伏發(fā)電裝置白天發(fā)電、夜間停機(jī)的不足，提高系統(tǒng)利用率。詳細(xì)分析了無(wú)功電流和諧波電流的檢測(cè)方法、光伏并網(wǎng)發(fā)電有功指令電流的生成方法及電流環(huán)控制器和電壓環(huán)控制器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電與有源濾波統(tǒng)一控制模式和單一有源濾波模式進(jìn)行了討論，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略的正確性和可行性。
標(biāo)簽： 光伏發(fā)電系統(tǒng) 逆變 技術(shù)研究
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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