![太阳能光伏发电系统的研究](https://www.lw50.cn/thumb/7e00b067612b8b111e2521fd.webp)
论文摘要
在世界各国竞相发展绿色可再生能源的今天,太阳能凭其独特的优点,受到了一致青睐,在太阳能的各种应用中,光伏应用倍受关注。随着光伏组件价格的不断降低和光伏技术的发展,太阳能光伏发电系统将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。独立发电(Stand-alone)系统和并网发电(Grid-connected)系统将成为光伏应用的主流。基于此,本文就光伏发电系统中的一些关键问题——如光伏阵列的最大功率点跟踪和蓄电池的优化管理,逆变器的控制策略以及系统监控部分的设计等方面做了详细的理论分析,建立了仿真模型,提出了相应的控制策略。具体来说,本文的主要研究内容可归纳如下。1)阐明了不同结构的光伏发电系统的性能和特点。2)分析了蓄电池的工作原理和使用特性,详细描述了蓄电池充电器的充电方法对蓄电池的容量和使用寿命的影响,最后用单片机简单设计了带有温度保护和三段充电功能的蓄电池充电器。3)分析了太阳能电池的工作特点,分析了获得太阳能电池最大功率点的方法。较细致的阐述了定电压跟踪法,扰动观察法和滞环比较法,最后详细的说明了用模糊控制逻辑获得最大功率点的方法。4)分析了逆变器的工作原理和控制方法,解释了PWM的工作原理和工作特性,用MATLAB仿真了PWM的波形产生和逆变器的工作波形,最后用STC单片机制作了带有可调占空比的PWM波形发生器。5)设计了太阳能发电装置的监控系统,包括温度采集,工作时间,数据存储,设计了液晶芯片用来显示上述数据。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 光伏发电产业的现状1.1.1 发展光伏发电产业的紧迫性1.1.2 国外光伏发电产业的现状1.1.3 国外研究现状1.1.4 我国光伏发电产业的现状1.1.5 国内研究现状1.2 太阳能发电的发展趋势1.3 本文所做的主要工作第2章 太阳能光伏发电的系统组成2.1 光伏系统构成2.2 独立供电的光伏发电系统2.2.1 太阳电池2.2.2 一体化光伏充电器2.2.3 白天用光伏系统2.2.4 储能式直流系统2.2.5 交/直流两用光伏系统2.3 与电网并网的光伏发电系统2.3.1 并网光伏系统2.3.2 不可调度式光伏并网发电系统2.3.3 可调度式光伏并网发电系统2.3.4 光伏混合发电系统2.4 本章小结第3章 光伏发电系统中蓄电池充电器设计3.1 蓄电池简介3.1.1 蓄电池分类3.2 铅蓄电池主要参数3.2.1 蓄电池容量3.2.2 蓄电池能量效率3.2.3 蓄电池循环寿命3.3 光伏蓄电池充电器的设计3.3.1 光伏系统中蓄电池的使用环境3.3.2 光伏系统中常用的蓄电池3.4 蓄电池充电规律3.5 本章小结第4章 太阳能电池最大功率点的跟踪控制研4.1 太阳能电池的基本原理和特性4.2 太阳能最大功率点跟踪方法4.2.1 定电压跟踪法4.2.2 扰动观察法4.2.3 滞环比较法4.3 模糊逻辑控制法4.3.1 选择模糊逻辑控制方案的原因4.3.2 在光伏并网发电系统中使用模糊逻辑进行MPPT4.3.3 模糊推理算法4.3.4 精确输出量的反模糊化4.3.5 使用模糊控制方法的优点4.4 本章小结第5章 光伏发电系统逆变器的研究5.1 逆变器的控制策略5.2 逆变器的工作方式5.2.1 瞬时值滞环比较方式5.2.2 电流三角波比较方式5.2.3 PWM逆变电路的基本原理5.3 利用MATLAB7.1进行逆变电路的仿真5.3.1 MATLAB的仿真工具SIMULINK5.3.2 利用MATLAB产生PWM信号5.4 使用上述PWM波形的单相逆变仿真5.5 三相PWM逆变电路5.6 利用STC5410单片机产生PWM波形5.7 本章小结第6章 监控系统设计6.1 功能设计6.2 外部电路设计6.2.1 键盘操作电路6.2.2 时钟电路和数据存储电路6.2.3 液晶显示电路和温度采集电路的设计6.3 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢附录
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