户用型离网光伏发电系统的研究与设计

【摘要】：随着化石能源不断消耗,人类将面临能源短缺,以及污染不断加重的问题。太阳能作为取之不尽、清洁干净的资源成为人类开发研究的热点,并已经取得了显著的效果。作为分布式发电的理想能源,户用型离网光伏发电系统非常适合为偏远地区居民提供日常用电。本文讨论了光伏发电系统的发展状况以及应用前景,对户用型离网光伏发电系统进行了研究与设计。 本文以基于储能系统的离网型光伏发电系统为研究对象,阐述了户用型离网光伏发电的基本原理及其发展趋势。对光伏系统的最大功率追踪控制方法进行了分析。考虑到户用光伏系统的运行环境比较复杂,针对遮阴状态下传统最大功率点跟踪(Max Power point Tracking, MPPT)控制方法易陷入局部极值的问题,设计了带有粒子淘汰环节的改进型粒子群算法MPPT控制策略。通过仿真和实验研究了新算法的追踪性能,得出使用改进后的MPPT算法可以防止系统陷入局部极值并有效提高追踪效率的结论。 本文通过对超级电容和铅酸蓄电池两种储能器件进行性能分析,借鉴前人针对两种器件的混合储能系统的研究成果,提出改进型超级电容/蓄电池混合储能系统。实验表明,使用新的储能系统可以降低系统电压波动,并明显减少蓄电池充放电循环次数,从而延长了蓄电池的寿命。 文章给出了光伏系统的总体结构设计,MPPT控制框图,混合储能系统充电控制框图等,对电源模块、信号采集模块、驱动电路的设计和保护电路进行了研究设计,并给出了相应的仿真实验波形。 【关键词】：光伏发电 最大功率跟踪/MPPT 粒子群算法 混合储能 充放电
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题的研究背景7
• 1.2 太阳能发电的特点7-8
• 1.3 国内外的光伏产业发展现状8-10
• 1.3.1 国外光伏产业发展现状8-9
• 1.3.2 国内光伏产业发展现状9-10
• 1.4 户用型离网光伏发电系统的结构10-11
• 1.5 课题研究的内容与设计要求11-13
• 第二章 光伏发电基本特性分析13-25
• 2.1 光伏电池特性13-16
• 2.1.1 光伏电池发电原理13-15
• 2.1.2 环境因素对太阳能电池输出特性的影响15-16
• 2.2 光伏阵列最大功率跟踪16-19
• 2.2.1 最大功率跟踪控制原理16-17
• 2.2.2 恒定电压法17
• 2.2.3 扰动观察法17-18
• 2.2.4 电导增量法18-19
• 2.2.5 其他常用MPPT 算法19
• 2.3 基于改进型粒子群算法的MPPT 控制策略19-24
• 2.3.1 粒子群算法（PSO）基本原理19-21
• 2.3.2 PSO 算法在光伏系统中的改进21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 储能系统分析设计25-35
• 3.1 铅酸蓄电池25-26
• 3.1.1 铅酸蓄电池的工作原理25-26
• 3.1.2 铅酸蓄电池存在的问题26
• 3.2 蓄电池·超级电容混合储能系统26-29
• 3.2.1 混合储能性能分析26-27
• 3.2.2 储能系统结构27-28
• 3.2.3 混合储能充放电控制方案28-29
• 3.3 充电方法分析29-32
• 3.3.1 蓄电池充电方法研究29-31
• 3.3.2 超级电容充电方法研究31-32
• 3.4 剩余容量预测技术32-33
• 3.4.1 电压法32-33
• 3.4.2 安时法33
• 3.4.3 内阻法33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 系统硬件电路设计35-45
• 4.1 系统主电路设计35-36
• 4.2 系统外围电路分析与设计36-38
• 4.2.1 电源模块36-37
• 4.2.2 电压、电流采集模块37
• 4.2.3 温度采集模块37-38
• 4.3 驱动电路设计38-39
• 4.3.1 开关管PWM 驱动电路设计38-39
• 4.3.2 继电器驱动电路39
• 4.4 硬件相关参数计算39-43
• 4.4.1 光伏阵列容量设计39-41
• 4.4.2 铅酸蓄电池的参数选择与容量设计41-42
• 4.4.3 开关管参数计算42-43
• 4.5 本章小结43-45
• 第五章 软件实现与实验结果分析45-51
• 5.1 系统最大功率跟踪实验45-46
• 5.2 混合储能系统供电测试46-48
• 5.3 系统PWM 驱动信号48-49
• 5.4 本章小结49-51
• 第六章 总结与展望51-53
• 致谢53-55
• 参考文献55-59
• 附录59-61

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

超级电容性能试验与建模研究    邓隆阳;黄海燕;卢兰光;杨福源;

国内光伏发电市场动态    刘春娜;

超级电容器的电特性及在独立光伏系统中的应用    闫晓金;孙晋豪;徐利娜;

光伏发电的未来趋势    邓小南;

光伏发电的现状和展望    张作宇;王景燕;李燕青;

太阳能家用电源市场化发展问题    林闽;吕绍勤;张艳红;张崇巍;

超级电容器-蓄电池应用于独立光伏系统的储能设计    王斌;施正荣;朱拓;孟昭渊;

我国光伏发电的现状与前景    李永;康巍;

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;

光伏电站免维护蓄电池的维护分析    黄国华,施玉川,杨宏

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究    唐西胜

分布式发电系统中并网逆变器的研究    蒋大鹏

光伏发电系统MPPT控制方法的研究    王岩

光伏发电系统关键技术的研究    翁炳文

独立运行光伏发电系统的研究    赵颖

智能光伏充电控制系统的研究    项若轩

基于双向DC/DC变换的户用型光伏发电系统研究    陈俊

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

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;

市电自动切换在独立光伏系统中的应用    袁世建;胥平;尚海涛;

新型智能化江南体育在线直播观看 控制器的研究与应用分析    傅定文;韩莉娅;庄勇;谢建;

太阳能高效路灯系统工作原理与设计    张鹏;

太阳能与建筑一体化的实证研究    陈芝俊;

江南体育在线直播观看 支架系统的应用    李天下;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

基于ARM7与CC2530的光伏汇流箱的设计    马立军;张云贵;王金锋;潘秋娟;郭艳鹏;

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;

中国光伏发电的发展及前景    罗雪莲;

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;

国内外太阳能空间结构的应用与技术探讨    罗尧治;饶力;

江南体育在线直播观看 发电风险评价    李伟;李世超;王丹;

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;

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

浮力摆式波浪能发电装置关键技术研究    张大海

磁浮电源与悬浮控制系统的耦合作用研究    张鼎

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

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

基于LCL滤波器的单相并联有源滤波器控制技术研究    唐诗颖

微网系统的运行优化与能量管理研究    张颖媛

热丝化学气相沉积制备硅氢薄膜及其性质的研究    郭小松

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

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

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

光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现    黄克亚

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

我国江南体育在线直播观看 发电产业趋势探讨    赵玉文;

我国和世界光伏发电技术、产业、市场发展情况比较    时璟丽;

小功率光伏并网逆变器控制系统的设计    李进国,金新民

单片机产品的电磁兼容性问题的研究    杨丽君

阀控式固定型铅蓄电池的浮充电压均匀问题    吴寿松

阀控铅酸电池在微波通信站的应用及故障原因分析    宋清山

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

VRLA蓄电池容量落后原因分析    李峥,张恭政

循环用阀控电池失效模式的研究    吴贤章,胡信国

从蓄电池的活化技术谈VRLA电池的可维护性    杨军

独立光伏系统中蓄电池管理的研究    欧阳名三

光伏发电系统及其控制的研究    郑诗程

新型多重化逆变充电器的研究    郑立波

模糊控制在光伏充电系统中的应用研究    谢磊

可再生能源并网逆变器的研究    汪飞

倍频式IGBT高频感应加热电源的研究    汪世平

独立光伏发电的自动跟踪系统    刘莫尘

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

日本江南体育在线直播观看 发电系统2004年度报告    王海鹰

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

“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;

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;

BIPV光伏发电系统虚拟展示装置的研究    杜宝江;

光伏发电系统高增益DC/DC变换器的研究    谢涛;谢运祥;胡炎申;冀玉丕;

基于变步长电导增量法的光伏最大功率跟踪控制    赖东升;

PVI系列正弦波高效率逆变器    龚金水,陆虎瑜,江云,寇青,兰振声,郭晓元,张冰

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

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

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

绿色企业家的光荣与尴尬    王义伟

绿色能源为奥运增光添彩    任启平祝福艳 张一鸣 张丽娅

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

光伏发电系统运行理论与关键技术研究    徐瑞东

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

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

储能型Quasi-Z源级联多电平光伏逆变器研究    孙东森

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

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

光伏发电系统的蒙特卡罗序贯仿真和可靠性分析    陈闽江

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

单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究    焦在强

基于Z源逆变器的光伏发电系统研究    王君惠

基于双频变换器的单相光伏发电系统研究    方堃