公共建筑光伏发电系统设计

【摘要】：近年来,能源供给趋紧和环境破坏成为全球性的重大问题,世界各国正在积极采取措施解决与之相关的问题。目前,光伏发电是最有前景的清洁发电方式之一,光伏发电技术应用于耗能巨大的建筑领域对缓解能源危机和改善环境质量具有非常重要的现实意义。 在各种建筑中公共建筑的单位面积耗电量和温室气体排放量最大,但这类建筑的电能需求稳定,电能管理集中；光伏发电技术在公共建筑中的应用具有很好发展前景和示范效应。基于此,本文把公共建筑教学楼的楼道照明与光伏发电技术相结合作为研究目标,就其中的关键技术进行研究设计,主要内容如下：(1)对太阳能电池阵列的工作特性和常用的6种最大功率跟踪控制策略进行深入分析,并给出6种对应的控制流程图,综合分析后,采用了一种简单而高效的最大功率跟踪方法即变步长微量导纳法,并在MATLAB中进行仿真实验,仿真结果表明该方法控制良好。(2)介绍了VRLA蓄电池工作原理及其充放电特性,分析了光伏发电系统常用充电控制的优缺点,为兼顾充电效率和蓄电池使用寿命,采用了基于最大功率跟踪的三段式充电控制方法。(3)详细阐述了SPWM基本原理,分析了SPWM调制和控制特点；为提高输出电压的稳态精度和动态响应,采用了外环有效值PI控制和内环瞬时值P控制的电压型双闭环控制方法。(4)介绍了功率主电路和控制电路的设计方案,重点分析了DC/DC变换器Buck电路和DC/AC变换器桥式逆变电路的原理及其相关参数选择,设计了基于内部资源丰富的片上系统级C8051F350单片机的控制器,对本系统采用的充电控制方法和SPWM控制方法进行实验验证,并给出必要的验证波形。从仿真和实验结果来看,本文采用的控制方法和设计的硬件电路切实可行,达到了预定目的。 最后,对本文的研究工作进行总结,并提出了更优化的控制设想,为后续的深入研究和不断完善提供些许参考。 【关键词】：公共建筑 光伏发电 最大功率跟踪 双闭环控制
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TU18
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究的背景和意义9-10
• 1.2 国内外应用研究现状10-11
• 1.2.1 国外应用研究现状10-11
• 1.2.2 国内应用研究现状11
• 1.3 总体方案和主要内容11-14
• 1.3.1 总体方案11-12
• 1.3.2 主要内容12-14
• 第二章 离网型光伏发电系统组件及其特性14-27
• 2.1 公共建筑光伏发电系统整体结构及组成14-15
• 2.2 晶硅太阳能电池特性15-20
• 2.2.1 晶硅太阳能电池发电原理及电量方程15-17
• 2.2.2 太阳能电池的电气特性17-19
• 2.2.3 太阳能电池阵列容量设计19-20
• 2.3 VRLA蓄电池储能及特性20-26
• 2.3.1 VRLA蓄电池充放电原理21-22
• 2.3.2 VRLA蓄电池的等效电路及其主要参数22-24
• 2.3.3 VRLA蓄电池充放电特性分析24-25
• 2.3.4 VRLA蓄电池容量设计25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 公共建筑光伏发电系统硬件电路设计27-38
• 3.1 公共建筑光伏发电系统硬件电路整体结构图27-28
• 3.2 功率主电路设计28-32
• 3.2.1 DC/DC变换器电路设计28-30
• 3.2.2 DC/AC变换器电路设计30-32
• 3.3 控制电路设计32-37
• 3.3.1 基于C8051F350芯片的控制器及其外围电路设计32-34
• 3.3.2 MOSFET管驱动电路设计34
• 3.3.3 检测电路设计34-35
• 3.3.4 PWM产生电路35-36
• 3.3.5 VRLA蓄电池过充、过放及反接保护电路设计36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 公共建筑光伏发电系统控制策略研究38-56
• 4.1 发电系统电能管理策略研究38-39
• 4.2 太阳能电池阵列最大功率跟踪控制策略研究39-48
• 4.2.1 最大功率跟踪原理39-40
• 4.2.2 最大功率跟踪控制策略研究40-47
• 4.2.3 本系统选用的最大功率跟踪控制策略47-48
• 4.3 光伏发电系统充电控制策略研究48-51
• 4.3.1 充电控制方法研究48-49
• 4.3.2 本系统选用的充电控制策略49-51
• 4.4 SPWM控制策略研究51-55
• 4.4.1 SPWM调制技术51-53
• 4.4.2 SPWM控制策略研究53-54
• 4.4.3 本系统选用的控制策略54-55
• 4.5 过放电控制策略55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 实验与分析56-62
• 5.1 最大功率仿真实验与分析56-59
• 5.2 基于最大功率跟踪的三段式充电实验与分析59-60
• 5.3 双闭环控制SPWM实验与分析60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-63
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 附录67-68
• 个人简历68

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

基于C8051f350单片机的铅酸蓄电池智能检测仪研制    霍富强;陈富安;

对太阳电池I-V曲线进行拟合的数论方法    徐林,崔容强,庞乾骏,丁正明,孙铁囤,黄燕,陈东,徐秀琴,王永东

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

光伏组件在公共建筑中的整合设计    李明亮

独立运行光伏发电系统控制器的研究与设计    王超

独立式光伏逆变电源的研究    高嵩

独立运行光伏发电系统的研究    赵颖

离网型风光互补发电系统的研究与设计    肖玉华

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

三相异步电动机软起动器研究    李翔;

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;

光伏建筑一体化并网发电在上海世博会中的应用    郝国强;高文伟;李庆来;马进军;丰雷;蔡奕旸;

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;

光伏控制器新型充电管理模式研究    普平贵;

基于PSIM的光伏模块建模与电气特性仿真    刘俊杰;张新燕;

太阳能组件自动化装配技术现状及发展    刘彬;伍凌川;彭旭;

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;

基于动态电容充电的光伏阵列Ⅰ-Ⅴ测试仪    张国荣;瞿晓丽;苏建徽;刘宁;董康;

国内外太阳能空间结构的应用与技术探讨    罗尧治;饶力;

风光柴互补发电系统最大功率控制策略研究    冯乾;赵沛坤;梁俊霞;朱安西;施辉伟;朱炯;涂洁磊;

太阳电池特性参数的获取及其对转换效率的影响    王志明;邓明亮;龚振邦;魏光谱;

光伏建筑一体化防雷设计    孙忠欣;袁茂荣;邬铭法;

管式扩散中POCl_3使用量的测量及对扩散工艺的影响    陈琼;蔡希松;李钟华;刘秀兰;潘盛;刘志刚;孙铁囤;

光伏建筑一体化在上海世博会中的应用    郝国强;马进军;丰雷;蔡奕旸;高文伟;黄勇;于霄童;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

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

有机小分子半导体薄膜的制备与光电性质    朱园园

软开关电阻点焊逆变电源的研究    唱志强

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

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

染料敏化太阳能电池电极改性研究    石德晖

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

光伏组件在建筑上的应用探讨    刘忠梅;任长德;张清哲;

光伏建筑一体化应用浅析    何清;詹龙鹏;刘芬;

电动汽车监测微机系统的研制    姜久春,张维戈,周希德

直流PWM调速系统研究    高美霞,吴振奎,魏毅立,王小芹

阀控式密封铅酸蓄电池的内阻    余沛亮,陈体衔

从第八届亚洲电池会议看蓄电池工业研究现状──8ABC文献综述    王泽力,李中奇,伊晓波

电动车用阀控铅蓄电池的寿命考核    桂长清

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

江南体育在线直播观看 系统用VRLA电池技术性能探讨    毛贤仙,项文敏,唐征

江南体育在线直播观看 建筑一体化设计与施工概述    罗尧治;吴成万;周南;徐东升;林建杰;叶幸超;

双玻璃光伏组件在BIPV上的应用    郑鸿生;肖坚伟;

江南体育在线直播观看 并网发电系统的研究    赵为

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

风光互补发电控制系统的研究与开发    王宇

光伏发电用DC/DC变换器的研究    汪令祥

蓄电池监测系统研究与开发    舒新

江南体育在线直播观看 技术与建筑一体化应用初探    宣晓东

基于DSP的太阳能独立光伏发电系统的研究与设计    吴忠军

独立式光伏逆变电源的研究    高嵩

独立式小型风力发电机及其控制器的研究    乔朝瑛

独立运行风光互补发电系统的研究与设计    施全富

小型高效风光互补电源的研究    曹阳

铅酸蓄电池容量检测方法研究    刘晓刚

基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器    陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华

中国江南体育在线直播观看 发电产业的现状与前景    张耀明;

中国江南体育在线直播观看 发电产业的现状与前景    张耀明;

光伏发电技术系列讲座(1) 光伏发电原理及发展现状    王宏华;

日本江南体育在线直播观看 发电系统2004年度报告    王海鹰

“八面玲珑展威风”——介绍一种新的“采用数倍聚光的光伏发电系统”    王亦楠;

西部地区发展并网光伏发电系统的社会成本效益分析与政策评价    张希良;汪婧;

逆变器——优化光伏发电的装置    刘向阳;

江南体育在线直播观看 发电产业现状及发展    吕贝;邱河梅;张宇;

江南体育在线直播观看 发电系统在绿色生态小区的应用    廖伟聪;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析    黄维学;徐璞;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

独立光伏发电系统储能新方法    孟昭渊;

光伏发电系统中的直流变换器综述    辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;

基于超级电容器储能系统的独立光伏发电系统的设计与研究    王培波;

阶梯电压级联式逆变器的原理与实现    孙凯;陆晓楠;黄立培;

单级式光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略    赵国强;宋占魁;

江南体育在线直播观看 发电系统在海上的应用    李涛

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

光伏并网发电离我们还有多远    许圣王健

新型江南体育在线直播观看 电站并网发电    任意

将太阳能电池板装进玻璃幕墙    黎方益 李之政 曾丁丁

江南体育在线直播观看 发电：何时点亮中国家庭    本报实习记者 范丽敏

我建成新型光伏发电示范电站    丁冰李斌

太阳能：给奥运“增光添热”    赵永新

光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞    本报记者　　李文绚　　陶俊

在荒漠地区发展光伏发电有作为    王艳明

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电系统逆变技术研究    吴春华

光伏并网发电系统MPPT及孤岛检测新技术的研究    张超

中国光伏产业发展战略研究    李晓刚

江南体育在线直播观看 并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

三相并网光伏发电系统的运行控制策略    刘飞

辐射热力学的基础理论及其应用研究    莫松平

蚁群并联光伏发电系统研究    姚利明

安多100kWp独立运行光伏发电系统暂态稳定性分析    杨毅男

光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析    陈闽江

独立光伏发电系统蓄电池充放电控制策略    陈海

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

公共建筑光伏发电系统设计    霍富强

基于TMS320F2812 DSP的太阳能独立光伏发电系统设计    孔晓丽

光伏并网发电系统建模及对配电网电压、网损的影响    谢丽美

离网型光伏发电系统的研制    刘栋