太阳能半导体照明系统电力电子接口的建模及控制

【摘要】：随着石油、煤炭等传统能源的短缺以及对环境保护问题的关注,太阳能半导体照明系统的研究和应用有着重要的意义。太阳能半导体照明系统属于光伏发电离网应用,由太阳能电池组件、蓄电池、LED半导体照明负载、电力电子接口等组成,电力电子接口包括组件与蓄电池间的接口和蓄电池与LED负载间的接口。 太阳能电池组件的输出功率随着太阳辐射强度、环境温度和负载的改变而变化,使太阳能电池组件工作于最大功率输出状态是组件与蓄电池间的接口的主要功能,同时,半导体负载的发光照度取决于工作电流,控制LED的电流是蓄电池与LED负载间接口的主要任务。另外,蓄电池工作时还要满足充电和放电控制要求。 本文设计了太阳能半导体照明系统的电力电子接口的主电路和控制方案。对接口的工作状态进行了理论分析,基于状态变量开关周期平均方法建立了接口主电路的数学模型。 以蓄电池的端电压作为太阳能半导体照明系统的主控变量,实现了蓄电池的充电和放电控制。组件与蓄电池间的接口以改进后的电导增量法实现了太阳能电池组件的最大功率跟踪控制。蓄电池与LED负载间接口以开关电流峰值为控制变量,实现了LED电流的恒流控制。 蓄电池与LED负载之间的接口以Boost直流变换电路实现,并进行了仿真和实验验证。 【关键词】：太阳能最大功率跟踪 电流控制 电力电子接口 LED照明
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM923.34
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 太阳能半导体照明系统的概述9-11
• 1.3 太阳能半导体照明系统的国内外发展状况11-14
• 1.3.1 光伏技术国内外发展状况11-12
• 1.3.2 LED 照明的国内外发展状况12-13
• 1.3.3 电力电子接口的国内外发展状况13-14
• 2 太阳能半导体照明系统的工作原理及特性14-37
• 2.1 太阳能电池的工作原理及特性14-22
• 2.1.1 太阳能电池的工作原理14
• 2.1.2 太阳能电池的最大功率点特性14-22
• 2.2 LED 的工作原理及主要电特性22-23
• 2.2.1 LED 的工作原理22
• 2.2.2 LED 的恒流工作特性22-23
• 2.3 蓄电池的工作原理及充放电特性23-27
• 2.3.1 蓄电池的工作原理23-24
• 2.3.2 蓄电池的充电特性24-26
• 2.3.3 蓄电池的放电特性26-27
• 2.4 电力电子接口的功能27-37
• 2.4.1 太阳能电池与蓄电池间的电力电子接口的功能27-35
• 2.4.2 蓄电池与LED 负载间的电力电子接口的功能35-37
• 3 太阳能半导体照明系统的建模及理论分析37-46
• 3.1 太阳能电池与蓄电池间的电力电子接口的建模及理论分析37-41
• 3.1.1 太阳电池与蓄电池间的电力电子接口的主电路实现37-38
• 3.1.2 太阳电池与蓄电池间的电力电子接口的控制电路38-41
• 3.2 蓄电池与LED 负载间的电力电子接口的建模及理论分析41-46
• 3.2.1 蓄电池与LED 负载间的电力电子接口的主电路实现41-42
• 3.2.2 蓄电池与LED 负载间的电力电子接口的控制电路42
• 3.2.3 蓄电池与LED 负载间的接口主电路的数学模型42-46
• 4 太阳能半导体照明系统的仿真验证46-49
• 5 太阳能半导体照明系统的实验验证49-52
• 结论与展望52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 附录57

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

光伏发电系统中影响蓄电池寿命因素分析    王菊芬,李宣富,杨海平,易良廷

一种新型独立太阳能发电系统充放电电路拓扑    刘文明;魏殿杰;贠汝信;

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

21世纪太阳能发电的展望    杨金焕,陈中华

白色LED照明光源    方志烈,叶其春,李学勇

基于BP神经网络的无线太阳能照明系统的设计    王家达;刘祖望;

照明节能设计及经济比较    李良胜

论我国能源·电力的未来发展    杨志荣

LED照明——半导体的又一次革命    路绍全

新型太阳能路灯控制器设计与实现    彭路明

光伏电池最大功率跟踪器的模糊控制及其应用    叶秋香

光伏发电用DC/DC变换器的研究    汪令祥

高效率低成本太阳能电池发电系统的研究    江小涛

发光二极管及半导体激光器特性参数测试研究    刘立明

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

双面太阳电池垂直安装发电性能的测试    王宁;吴昌宏;舒杰;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

太阳能高效路灯系统工作原理与设计    张鹏;

江南体育在线直播观看 支架系统的应用    李天下;

管式胶体储能电池在离网式发电系统中的运用    屠文军;

光伏控制器新型充电管理模式研究    普平贵;

太阳能半导体照明系统控制器的研究与设计    马磊;刘德明;黄黎蓉;文锋;

热管散热器在大功率LED路灯中的应用研究    徐荣吉;何雅玲;崔福庆;王煜;徐勋;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

光伏并网逆变系统MPPT算法仿真与研究    刘鑫;石景波;

丘陵山区太阳能利用现状和发展趋势    王海军;祝诗平;

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的研究进展    岳恩;唐龙;罗顺安;张平;

并网江南体育在线直播观看 发电系统最大功率跟踪技术研究    傅家祥;

江南体育在线直播观看 技术与建筑应用    李蔚;

LED推广应用瓶颈的探讨    陈大华;于冰;

小型永磁风力发电系统的PSCAD/EMTDC仿真研究    于文杰;严干贵;权炜炜;

国内外太阳能空间结构的应用与技术探讨    罗尧治;饶力;

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

光伏建筑一体化防雷设计    孙忠欣;袁茂荣;邬铭法;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

我国江南体育在线直播观看 产业投资风险及决策研究    朱震宇

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

热丝化学气相沉积制备硅氢薄膜及其性质的研究    郭小松

蓄冷降温式太阳电池组件材料和热特性的理论与实验研究    秦红

太阳能热光伏系统机理与实验研究    陈雪

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

江南体育在线直播观看 发电单相并网逆变器研究    李本元

氧化物半导体的湿化学法制备    贾红

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于智能充电芯片的光伏发电系统研究    陆璐

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

风光联合发电系统建模与设计    陈丽

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

户用光伏逆变电源系统研究    王恩

1 W级大功率白光LED发光效率研究    李炳乾

GaN基功率型LED芯片散热性能测试与分析    钱可元;郑代顺;罗毅;

半导体器件热特性的电学法测量与分析    冯士维,谢雪松,吕长志,张小玲,何焱,沈光地

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

光伏发电系统中影响蓄电池寿命因素分析    王菊芬,李宣富,杨海平,易良廷

有机太阳能电池研究进展    徐明生,季振国,阙端麟,汪茫,陈红征

Si基太阳电池发展现状    邓志杰

化合物半导体光伏电池研究进展    邓志杰,王雁

蓄电池剩余电量在线测量    高明裕,张红岩

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

发光二极管特征参数分析及其测试技术研究    杨亦红

光电特性综合测试实验系统研究    朱辉

太阳能半导体照明驱动技术研究    陈维,沈辉,王东海,邓幼俊

几款太阳能草坪灯控制电路    李钟实;

太阳能LED路灯照明控制系统的设计    杨晓光;寇臣锐;汪友华;

太阳能半导体照明的机遇及前景    凌玲

江南体育在线直播观看 发电技术(15)    李宏毅,施正荣

绿色光源引领第三次照明革命    青云

“十城万盏”半导体照明工程试点    阮军;

2010年LED照明产业预估产值约1200亿元    

关于发光二极管和半导体照明的探讨    陈哲艮

新能源材料    

太阳能电池输出特性的分析及检测    张海波;

太阳能电池表面纳米微结构研究    李美成;

有机染料锚数对染料敏化太阳能电池性能的影响    尚会霞;罗艳红;孟庆波;占肖卫;

量子点敏化太阳能电池--新材料的设计、制备及器件研究    李冬梅;罗艳红;孟庆波;

量子点敏化太阳能电池研究进展    刘铭;杨君友;冯双龙;朱虎;

高效染料钠晶TiO_2太阳能电池    黄昀昉;吴季怀;林建明;黄妙良;

太阳能电池应用    孟昭渊;

富铟与富铜CuInSe_2薄膜的光电性能    王信春;

太阳能为县站计算机系统供电的可行性分析    黄诚;樊璇;朱圣华;

谈太阳能路灯原理    胡昊伟;黄敏;

能源从昨日阳光到今日阳光    记者 王作晖 实习生 周珂

高纯氨产品在半导体照明领域广泛应用    

让扬州半导体照明“照亮”全国    李文峰

睿源：倾情半导体照明    王耀翠

深圳力推半导体照明产业    胡嘉莉 刘曦

半导体照明应用日益广泛    戴丽昕

半导体照明技术标准制定须快马加鞭    信息产业部电子工业标准化研究所 王幼林 赵英

陕西：加大半导体照明投资力度    火火

北京工大半导体照明技术进入产业化阶段    伍维

厦门将大力推动半导体照明产业    

反型体异质结聚合物太阳能电池的研究    陶晨

有机/聚合物太阳能电池：活性层结构、形貌及光伏性能    薛丽丽

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

反型聚合物太阳能电池的研究    李福民

聚合物太阳能电池中光吸收增强效应的研究    李国龙

聚光多结太阳能电池的设计、制备及可靠性研究    宋明辉

有机小分子太阳能电池的效率优化及衰减性研究    邹业

太阳能电池正面银浆的制备及其性能研究    郭桂全

知识流动理论框架下的科学前沿与技术前沿研究    庞杰

量子点敏化太阳能电池：制备及光电转换性能的改进    宋鑫

江南体育在线直播观看 照明系统充放电性能检测装置设计    郝春成

太阳能LED照明系统    刘卓

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

太阳能路灯微机监控技术的研究与实现    马杰

渠道流量计太阳能自供电系统的开发    侯锦锋

太阳能半导体照明系统电力电子接口的建模及控制    毛明科

太阳能照明能量管理PSoC设计    张天时

基于CAN总线的太阳能发电系统控制器的研制    李亮

利用不同阴极缓冲层改善有机小分子Pentacene/C_（60）太阳能电池的性能    刘瑞

太阳能LED照明系统设计    张锁良