跟踪式光伏电站关键技术研究

论文摘要

太阳能跟踪技术主要包括太阳跟踪器和跟踪式光伏电站施工间距排布参数,以这两方面的技术研究为主线进行了详细的探索,提出了一些具有创新性和实用性的方案与策略。太阳能跟踪方面:首先介绍目前已有的太阳跟踪器的结构原理与各种类型跟踪器的优点和缺点,通过分析对比发现各自的优点,缺点,应用范围和使用局限性。最后笔者取他们的长处融合到一起,提出一种新型的太阳跟踪器:双H型太阳跟踪器。这种跟踪器具备了T型跟踪器地形适应性强和O型太阳跟踪器单台容量大的优点。针对这种新型的太阳跟踪器顺次对该跟踪器的跟踪原理,跟踪精度,结构组成做了分析与说明并利用三维绘图软件INVENTOR做了实体建模;结合三菱FX2N型号PLC对跟踪控制控制流程做了进一步的研究。新型跟踪需要新的驱动机构和部件,利用FLUENT软件平板溢流阀做了流量特性分析,对结构尺寸做了详细设计;利用MATLAB分析了曲柄滑块结构的设计规律并对其动态性能做了仿真。跟踪器采用了最佳效率跟踪控制,因此在详细分析建立数学模型的基础上利用AMESIM对驱动装置建立的控制仿真模型,利用正弦波负载模拟环境负载,验证了该控制思想的正确性。最后针对T型跟踪器提出了经济效益最大和O型跟踪器六八原则,从而为光伏电站的施工建设提供理论依据和技术支撑。同时利用MATLAB对两种间距排布编写了应用程序,分析其变化规律和影响因素。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 太阳能的使用背景
• 1.2 课题的意义
• 1.3 太阳跟踪的研究现状
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 2 双H型跟踪器机械结构设计
• 2.1 双H型跟踪器支撑主梁设计
• 2.1.1 支撑主梁结构的分析对比
• 2.2 太阳跟踪器的驱动机构设计
• 2.2.1 跟踪驱动机构的简述
• 2.2.2 跟踪器高度角驱动机构设计
• 2.2.3 跟踪器水平角驱动机构设计
• 3 跟踪器的液压控制系统
• 3.1 太阳角变化规律
• 3.2 跟踪器液压驱动执行系统
• 3.3 太阳跟踪器液压控制系统设计
• 3.3.1 坐标阀基本原理及控制
• 3.3.2 泵控分析
• 3.3.3 平板节流阀基本结构原理
• 4 基于三菱PLC跟踪器的控制系统
• 4.1 PLC简介
• 4.2 太阳跟踪器控制系统
• 4.2.1 控制系统的基本组成
• 4.2.2 步进电机简述
• 4.2.3 变频器的简述和选择
• 4.2.4 自适应变频调速的程序分析设计
• 4.2.5 控制系统精度
• 4.2.6 控制系统的时间间隔
• 4.2.7 跟踪驱动系统的效率
• 4.3 控制系统的汇总及结论
• 5 太阳能跟踪器关键部件分析及仿真
• 5.1 平板节流阀结构设计及性能分析
• 5.1.1 平板阀阀芯结构、特点及流量分析
• 5.1.2 阀芯的主要特点
• 5.1.3 阀芯的尺寸设计
• 5.1.4 平板阀的实例计算及性能仿真
• 5.2 曲柄滑块综合设计
• 5.2.1 液压缸流量连续性方程
• 5.2.2 液压缸活塞杆的力平衡方程
• 5.2.3 刚体转动平衡方程
• 5.2.4 双轴联动的相关几何量
• 5.2.5 四轴联动的传递函数及性能分析
• 5.2.6 实例计算及结果分析
• 5.3 太阳能控制系统最佳工作点跟踪
• 5.3.1 最佳工作点跟踪的数学模型
• 5.3.2 仿真结果验证
• 6 双轴跟踪光伏电站间距排布
• 6.1 T型双轴跟踪器光伏电站间距排布
• 6.1.1 双轴跟踪间距排布的现实意义
• 6.1.2 目前研究的现状及目标函数的提出
• 6.1.3 跟踪器间遮阴问题的分析
• 6.1.4 计算程序的分析
• 6.1.5 跟踪器间距的优化设计及结果
• 6.2 盘式双轴跟踪光伏电站间距排布
• 6.2.1 太阳运行规律及辐照量计算
• 6.2.2 六八原则提出及程序
• 6.2.3 结果分析
• 7 总结与展望
• 7.1 本次设计的主要内容
• 7.2 本次设计的主要创新点
• 7.3 本文的展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集