都志杰-可再生能源離網獨立發電技術與應用.rar
上傳時間: 2013-06-20
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提出了基于雜交粒子群優化算法的分布式可再生能源并網的無功優化算法,從網損和靜態電壓穩定裕度兩個角度出發,構建了含分布式發電系統的配電網無功優化的數學模型。在美國PG&E 69節點配電系統上進行效驗。結果表明,該算法收斂性好、精度高;分布式電源并網后能有效降低系統的有功網損,提高電壓穩定性,對分布式電源并網運行具有一定的參考價值。
上傳時間: 2014-12-24
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關于舉辦2008年江西(第二屆) 綠色建筑、節能與可再生能源暨新技術 與產品博覽會的通知
上傳時間: 2014-07-28
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隨著人類生活水平的提高,人們對能源的需求也日益提高。太陽能作為一種新型的綠色可再生能源,具有儲量大、利用經濟、清潔環保等優點。因此,太陽能的利用越來越受到人們的重視,而太陽能光伏發電技術的應用更是人們普遍關注的焦點。在不久的將來,太陽能光伏利用的主要形式將是并網發電系統。高性能的數字信號處理器芯片(DSP)的出現,使得一些先進的控制策略應用于光伏并網的控制成為可能。 一套基本的光伏并網發電系統一般是由太陽能電池板、太陽能控制器和逆變器構成。其中,太陽能控制器和逆變器是光伏并網系統的核心部分,本文針對如何提高太陽能光伏并網系統的轉換效率,從建模仿真方面對具有最大功率點跟蹤的光伏并網系統進行了研究。首先,概述了太陽能光伏發電系統的組成,介紹了目前我國太陽能光伏發電技術的應用。其次,使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS 工具軟件建立了光伏并網發電系統的動態模型,并進行了仿真,給具體的硬件設計提供了極為有效的幫助。再次,通過比較幾種常用的DC/DC 變換器的工作原理,提出利用推挽式DC/DC 變換器實現轉換,對參數進行分析后建立了推挽式DC/DC 變換器的仿真模型。MPPT(最大功率點跟蹤)是光伏系統中經常遇見的問題。本文詳細地分析了常用的幾種MPPT 方案,并提出了幾種新的MPPT 方案。分析了基于DSP 芯片(TMS320F240)的光伏并網發電系統的控制設計思想。采用電網電壓前饋和電流跟蹤技術,建立了相關的控制模型,實現了網側電流正弦化和單位功率因數。最后本文結合實際系統給出了SPWM的設計方案和軟件流程圖。
上傳時間: 2013-07-22
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風能是可再生能源,世界各國越來越重視風能的開發和利用。國內外學者也開始研究高效率永磁電機在風力發電上的應用。在山東省科技廳資助下,本文研究了一種新型結構的雙轉子永磁發電機,其高運行效率和特殊的電機結構,使其在小型風力發電系統中存在著巨大優勢。本文主要研究的內容如下: 第一部分首先給出了雙轉子永磁電機的基本結構、等效磁路、工作原理,然后對雙轉子永磁電機電樞反應電感參數進行計算。 第二部分對雙轉子永磁電機的空載感應電勢進行解析計算和有限元分析驗證。首先通過引入相對比磁導函數,給出了雙轉子永磁電機考慮齒槽效應時定子表面的磁場分布,并給出了相應的波形。然后采用矢量合成法推導了空載感應電勢的表達式,為了驗證空載電勢解析法的正確性,本文采用有限元法對其分析計算。通過比較得出:解析法和有限元法吻合很好。最后,針對雙轉子電機的特殊結構,提出了三種改善電勢波形的方法,并利用解析法對其進行分析,證明了這幾種措施的可行性。 第三部分針對halbach磁體電機在風力發電系統中的潛在優勢,主要研究了halbach磁體結構雙轉子電機的電勢和齒槽轉矩。首先給出了halbach陣列的基本原理,采用有限元法分析了halbach磁體結構雙轉子電機的磁場分布及空載電勢波形,并對其進行了諧波分析。最后利用能量的虛位移法推導了雙轉子電機的齒槽轉矩,對于halbach磁體雙轉子電機,提出了三種減小轉矩脈動的方法,并通過有限元分析進行了比較,證明了這幾種措施的可行性。 第四部分對雙轉子電機的設計進行了分析,提出了先分別設計內外電機再統一調整的設計方法,最后設計制作了樣機,給出了樣機圖片。并對樣機進行試驗,測量不同轉速下電機的空載電勢波形,電機的電勢-轉速曲線,電機的負載電壓-電流特性曲線,并測量了電樞反應電感數值,通過對比可以得出:試驗值、解析值和有限元值吻合很好。
上傳時間: 2013-08-04
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隔離升壓DC-DC變換器在電動汽車、儲能系統、可再生能源發電以及超導儲能系統等領域有廣闊的應用前景。本文以隔離升壓全橋變換器(Isolated Boost Full Bridge Converter,簡稱IBFBC)為研究對象,針對隔離升壓型變換器的拓撲結構、起動問題、隔離變壓器漏感問題、軟開關問題和輸入電感磁復位問題等進行了系統深入的研究,解決了這一類拓撲所共有技術問題。 提出了隔離升壓DC-DC變換器拓撲族,分析比較了各種拓撲的特點,確定了以IBFBC為研究對象。對IBFBC進行了詳細的穩態分析和小信號建模分析,為其分析、設計和搭建實驗平臺提供了電路理論基礎。 理論上分析了IBFBC起動時存在電流沖擊的原因。提出了二種數字化軟起動方案,該方案對主電路進行了改造,利用DSP能靈活產生PWM波的特點采用了新的控制策略,成功實現了該系統的軟起動。 理論上分析了IBFBC隔離變壓器漏感引起功率開關管關斷電壓尖峰的原因,采用了有源箝位的方法,有效的解決電壓尖峰問題。提出了帶有源箝位IBFBC的九種PWM控制策略,提出了一種控制型軟PWM方法,在不增加主電路元器件的基礎上,通過控制PWM的發生方法,實現了有源箝位功率開關管和橋臂功率開關管的零電壓開通。 從理論上分析了IBFBC輸入電感磁復位問題。在正常停機時提出了一種數字化軟停止的方法,控制變換器由Boost工作狀態逐漸過渡到Buck工作狀態,讓輸入電感存儲的能量逐漸釋放掉,最后停止工作。對于故障保護停機,采用了繞組磁復位的方法,把輸入電感設計成反激式變換器形式,突然停機時,電感中存儲的能量通過反激式繞組釋放到輸出端,這樣保護了變換器不會損壞。 給出了主電路關鍵器件參數的設計方法,設計了以DSP-TMS320F2407為核心的數字控制單元,編寫了DSP控制程序和CPLD邏輯處理程序。研制了一臺輸出功率5KW,輸入電壓直流24V,輸出電壓直流300V的IBFBC,通過全面的性能實驗驗證了理論分析和仿真結果。 本文立足于IBFBC的關鍵技術要求,并充分考慮工程應用中的實際因素,進行了理論分析和實驗研究,為實際系統方案設計提供理論依據,并已經在實際應用中得到驗證。
上傳時間: 2013-04-24
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如何解決能源危機問題,已經成為全球關注的熱點。在當前可利用的幾種可再生能源中,太陽能和風能是應用比較廣泛的兩種。太陽能、風能在資源條件和技術應用上都有很好的互補特性,綜合考慮太陽能和風能在多方面的互補特性而建立起來的風光互補發電系統是一種經濟合理的供電方式。小型風光互補發電系統可以滿足遠離電網地區的獨立供電的需求。 本論文的主要工作如下: 1、分析了小型風光互補發電系統的結構,研究了小型風光互補發電系統各個組成部分的工作原理及其運行特性。 2、分析了風力發電、光伏發電以及蓄電池充電的控制策略,重點研究了最大功率點跟蹤控制,并在此基礎上,歸納總結出一套可行的總體控制方案。 3、設計了一個以dsPIC30F2010單片機為核心的小型風光互補發電系統控制器,對開關電源電路、電流檢測電路、電壓檢測電路、DC/DC變換電路、卸載電路等模塊電路進行了硬件設計,在軟件方面,采用功能塊設計的方法,對AD采樣、PWM控制、光伏充電、風機充電、卸載保護、PI控制、狀態顯示和過放保護等進行了軟件編程。 4、對控制器進行了實驗調試,實驗結果表明本文研究開發的小型風光互補發電控制器結構簡單,能夠實現光伏發電和風力發電的最大功率點跟蹤控制,滿足蓄電池分段式充電以及過充、過放保護的要求。
上傳時間: 2013-08-01
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隨著世界經濟的高速發展、人口的增長和科技的進步,傳統能源的消耗量越來越大,這就帶來了一系列能源的耗盡和環境污染問題。太陽能作為一種優越的可再生能源而受到世界各國的重視并具有較大發展潛力。為了進一步提高系統的性能,實現系統的優化及可靠運行,本文研究獨立運行光伏發電系統的結構、工作原理和控制策略。相對并網系統,這對于國家正大力發展的西部太陽能資源開發來說是具有現實意義的。 首先,本文詳細介紹了光伏發電的國內外研究背景,光伏電池的種類、發電原理及輸出特性,并介紹了獨立運行光伏發電系統的組成、運行原理和應用,在此基礎上論述了光伏系統常用的DC/DC變換電路,負載最大功率跟蹤(MPPT)的方法等人們普遍關注的問題。融合了上述原理技術,設計一個功率為25W的獨立運行光伏發電系統。 其次,為減小傳統的固定步長的擾動法進行最大功率跟蹤的步長大振蕩大,步長小跟蹤速度慢的缺陷,本文提出了電壓自適應最大功率跟蹤算法,其原理是引入了不同的步長系數,根據功率變量值的大小,確定合適的控制步長進行電壓參考值的給定,并在MATLAB環境下利用Simulink工具搭建模型進行仿真,仿真結果驗證了此種跟蹤方法具有快速性、穩定性和準確性等優點。 最后,搭建硬件電路,通過對電池板的不同安裝角度測量得到的數據,得出不同季節在大連地區安裝的不同最佳角度值。設計了25W的獨立運行光伏發電系統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、控制電路部分、驅動電路及其檢測電路各模塊分別進行了詳細的探討;對獨立系統的儲能裝置蓄電池的充放電電路進行了設計,利用單片機dsPIC30F3011控制電路同時實現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,可防止過充過放現象的發生,從而實現獨立光伏發電系統的可靠運行。
上傳時間: 2013-04-24
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作為世界上發展最快的可再生能源,風能受到了世界各國的關注。隨著風機數量的增加,研究電網故障時風力發電機的動態響應特性越來越重要。 本文以“3.2MW永磁風力發電機系統分析”為工程背景,旨在研究3.2MW永磁風力發電機及其系統在各種正常和非正常工況下的動態性能,分析變流系統和控制方法對電機性能的影響,為電機的優化設計提供參考。 首先,在對永磁風力發電機的基本理論進行論述的基礎上,分析了變轉速變槳距控制策略,并基于Matlab/Simulink建立了風力發電機模型,通過仿真分析了最大功率跟蹤和變槳距控制下發電機的性能。 其次,研究了雙PWM變流系統電機側變流器和網側變流器的控制方法,并基于Matlab/Simulink搭建了基于轉速外環、電流內環雙PI調節器的電機側控制器模型及基于電網電壓定向的電壓外環、電流內環控制的網側控制器模型。 最后,基于Matlab/Simulink對電網短路及電網電壓跌落下不同控制方法下的永磁風力發電機系統的動態性能進行仿真;并對永磁風力發電機機端短路下的運行性能進行仿真,結果表明:網側變流器的電流變化以及直流母線的電壓波動對永磁風力發電機系統的動態性能影響較大,通過控制網側變流器電流、直流母線電壓的穩定,可以有效提高永磁風力發電機系統的動態性能;給定的電機設計參數符合短路電流倍數要求;永磁風力發電機通過變流裝置并網可大大減小故障對發電機的沖擊。
上傳時間: 2013-04-24
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世界能源危機和環境惡化促使開發利用可再生能源和各種綠色能源以實現可持續發展成為人類當前的首要任務。而隨著太陽能電池和電力電子技術的不斷進步,光伏發電技術和產業不僅是當今能源的一個重要補充,更具備成為未來主要能源的潛力。當前,光伏發電不斷向低成本、高效率和高功率密度方向發展,太陽能光伏利用的主要形式將是并網發電系統。 @@ 本文主要工作是研究一種光伏發電并網/獨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。文章對光伏發電應用形式和并網逆變器的分類進行了闡述,綜合考慮可靠性、工作效率和成本,選擇兩級全橋結構逆變器作為研究對象,該拓撲結構多應用于小型并網逆變器。 @@ 通過分析比較各種電流控制方式,選擇單極性SPWM控制方式來產生本文逆變器控制信號。根據系統具體情況,在不同的運行模式下應用不同的控制策略。并網運行時,電網決定逆變器的輸出電壓,逆變器看作電流源,采用電流雙閉環控制輸出電流;獨立運行時,逆變器采用電流電壓閉環控制輸出電壓。并利用MATLAB Simulink對兩種模式下工作的單相和三相逆變器進行仿真。依據瞬時無功理論,提出一種應用在三相電路的軟件鎖相環,仿真結果顯示該鎖相環鎖相效果良好。 @@ 雙模式逆變器在兩種模式間切換的時候,容易對負載、電網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減少這種影響。本文詳細分析了獨立模式和并網模式之間切換過程,并對不同的切換順序進行比較,并給出一種兩種模式間無縫切換的控制方法。利用MATLAB Simulink對單相和三相逆變器兩種模式間切換過程進行建模仿真,結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,并對部分硬件設計進行了分析,給出了部分軟件流程圖。 @@關鍵字:光伏發電系統;逆變器;并網運行;獨立運行;無縫切換
上傳時間: 2013-04-24
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