风能与太阳能电池模组混合式发电系统的研究设计

【摘要】：独立型可再生能源发电系统需要蓄电池来储存电力,本论文的目的之一在于研究一种风力与太阳能电池发电相结合的混合式充电系统,此太阳能与风力发电系统使用SEPIC转换器,具有升降压、正向输出极性、低脉动输入电流及输入电流大等优点,非常适合小功率风力发电机与太阳能电池模组等电力转换。 本论文从太阳能电池模组与永磁同步发电机的充电系统的研制出发,最后再将二者整合成为统一的混合式系统。论文主要包括：(1)电流模式控制和输入电压的SEPIC转换器的分析与设计；(2)太阳能电池模组的最大功率点追踪控制器的设计；(3)感测机械参数的风力发电机的最大功率点追踪控制器的设计；(4)三段式蓄电池充电控制器的设计；(5)太阳能发电与风力发电系统及电池充电系统与负载需求等四者之间电力平衡控制方法的研制；(6)以半桥式转换器来实现PV模组的模拟；(7)以半桥式转换器来模拟风车及风力发电机系统。 本论文中太阳能与风力发电系统结合的最大功率点追踪控制器、模拟器的Ⅳ特性、风力发电机的功率特性等,其计算方式以MATLAB的即时控制环境来实现,其余控制器的设计以此类方式制作。论文实际制作以80W的太阳能与风力发电系统为例,最后通过模拟及实验结果来验证方法的可行性。 【关键词】：风力发电 太阳能电池模组发电 最大功率点追踪 混合型充电系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM914.4;TM61
【目录】：

• 中文摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的11-13
• 1.3 研究现状13-14
• 1.4 研究内容14-15
• 1.5 论文架构15-17
• 第二章 太阳能充电系统的研制17-44
• 2.1 简介17
• 2.2 PV电池特性介绍17-21
• 2.3 最大功率点追踪技术21-22
• 2.4 DC/DC升降压转换器分类22-24
• 2.5 系统工作原理24-26
• 2.6 电流模式控制的SEPIC转换器设计26-29
• 2.7 具适应性的最大功率点追踪控制器设计29-31
• 2.8 PV模组模拟器的设计31-32
• 2.9 系统的制作、模拟及实验32-44
• 第三章 小型风力发电机充电器的研制44-59
• 3.1 简介44
• 3.2 风力发电机特性探讨44-52
• 3.3 WTG充电系统的设计52-54
• 3.4 风力充电系统的模拟及制作54-59
• 3.4.1 实验系统的模拟54-55
• 3.4.2 实验系统制作与验证55-59
• 第四章 以耦合电感二次侧电流控制的SEPIC转换器的分析与设计59-68
• 4.1 简介59
• 4.2 以电感二次侧电流控制的SEPIC转换器的分析与控制器的设计59-64
• 4.3 以PV充电系统的模拟与实验64-68
• 第五章 太阳能与风力混合型充电系统的研制68-82
• 5.1 简介68-69
• 5.2 控制架构69-71
• 5.3 混合型充电系统的PSIM软件模拟71-74
• 5.4 实验结果74-82
• 第六章 结论与未来研究方向82-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-89
• 学位论文评阅及答辩情况表89

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