建筑物分布式能源利用及相关变换技术的研究

建筑物分布式能源利用及相关变换技术的研究

论文摘要

当前能源环境问题日益严重,开发利用新能源已经成为解决这一问题的重要手段而我国的建筑能耗问题又特别突出,建筑节能也成为节能减排的工作重点之一将分布式可再生能源发电融入到现代建筑中,不但可以满足建筑对电能的需求,还可以减少建筑对传统能源的消耗和对环境的污染,已成为目前研究的热点首先,介绍了可再生能源利用现状,通过比较分布式发电的原动机类型,确定采用更具优势的风光互补进行分布式发电对风光互补发电系统的结构和工作原理,以及系统中的各个组成部分进行了介绍着重介绍了太阳能光伏电池和风力发电机的工作原理和特性,分析了铅酸蓄电池的工作原理和充电特性针对蓄电池充电过程具有非线性和时变性,建模困难的问题,将模糊控制相关技术引入到蓄电池充电控制中再次,通过分析分布式风光发电系统和负荷对逆变器的要求以及逆变器的类型,确定逆变器主电路采用三相全桥式拓扑介绍了SPWM和SVPWM两种常用脉宽调制方法,并重点介绍了七段式SVPWM的控制原理及实现方法对采用七段式SVPWM控制的三相全桥式逆变器进行了仿真,得到了较为理想的三相交流电,满足了风光发电系统对电能质量和利用效率的要求最后,进行了建筑内电梯再生能量利用方面的设计通过分析变频器内泵升电压的产生原理,对比传统的交流回馈方式,结合风光互补分布式发电系统的结构特点,提出了设计直流能量回馈器将变频器再生能源回馈风光发电系统高压直流母线的思想采用PSPICE对直流回馈器主电路拓扑的原理和计算参数进行了仿真,取得了良好的电能转换效果结合数字控制技术,设计了以TMS320LF2407A型DSP控制芯片为核心的回馈器数字控制系统

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的背景与意义
  • 1.2 可再生能源利用
  • 1.3 建筑物分布式能源发电系统
  • 1.4 本文主要研究内容
  • 第二章 风光互补发电系统的结构及工作原理
  • 2.1 风光互补发电系统的基本原理
  • 2.2 太阳能光伏阵列
  • 2.2.1 硅太阳能电池原理及等效电路
  • 2.2.2 光伏阵列的工作特性
  • 2.3 风力发电机
  • 2.3.1 风能及风力机计算
  • 2.3.2 风力机输出特性
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 储能蓄电池及其充电控制
  • 3.1 铅酸蓄电池的工作原理和参数
  • 3.1.1 铅酸蓄电池的工作原理
  • 3.1.2 铅酸蓄电池的主要参数
  • 3.2 蓄电池的充电特性
  • 3.3 蓄电池的充电方法
  • 3.4 蓄电池充电的模糊控制
  • 3.4.1 模糊控制系统介绍
  • 3.4.2 模糊控制器的基本结构
  • 3.4.3 蓄电池模糊充电仿真
  • 3.5 模糊自适应 PID 在蓄电池充电中的应用
  • 3.5.1 模糊自适应 PID 简介
  • 3.5.2 模糊自适应充电仿真
  • 3.6 蓄电池充电仿真结果分析
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 离网式逆变器的研究
  • 4.1 逆变器的拓扑选择及基本原理
  • 4.2 PWM 逆变及其控制方法
  • 4.2.1 SPWM 调制技术
  • 4.2.1.1 SPWM 的基本原理
  • 4.2.1.2 SPWM 的种类
  • 4.2.1.3 SPWM 的实现方法
  • 4.2.2 SVPWM 调制技术
  • 4.2.2.1 SVPWM 基本原理
  • 4.2.2.2 SVPWM 的调制算法及实现
  • 4.2.2.3 SVPWM 的直流电压利用率分析
  • 4.3 逆变器仿真及结果分析
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 电梯运行回馈能量的利用
  • 5.1 直流能量回馈器的提出
  • 5.2 直流能量回馈器的主电路
  • 5.2.1 主电路拓扑及其基本工作原理
  • 5.2.2 回馈器电路主要参数计算
  • 5.2.3 电压滞环控制
  • 5.3 直流能量回馈器的 PSPICE 仿真
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 回馈器数字控制系统设计
  • 6.1 回馈器数字控制系统整体设计框图
  • 6.2 DSP 控制芯片的简介及最小系统设计
  • 6.3 数字控制系统其他外围电路设计
  • 6.3.1 电压电流采样电路
  • 6.3.2 温度检测电路
  • 6.3.3 隔离驱动电路
  • 6.3.4 保护电路
  • 6.4 控制系统软件设计
  • 6.5 本章小结
  • 第七章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历
  • 攻读硕士学位期间已发表和录用的论文
  • 攻读硕士学位期间参与的科研项目
  • 相关论文文献

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