风光互补发电在污水处理厂的研究和设计

【摘要】：随着能源危机和环境恶化日益加剧,人们越来越关注环境保护和新能源技术的发展。风力发电和太阳能发电是所有可再生能源中发展最快且应用最广的两种新能源,它们具有零污染、低辐射、永不枯竭等诸多不可取代的优点。近年来,世界各国都加大对风能和太阳能产业的投入。随着成本的进一步降低,产业技术的升级以及政府财政与政策的支持,风光互补智能系统作为一种灵活、稳定的能源供给系统,将是新能源利用研究与应用的热点。 在“十二五”重点发展的乡镇污水处理领域,大部分乡镇生产和技术经济水平还不发达,其变电站容量十分有限,能为污水处理工程分配的电力供应可能不能满足污水处理工程的电力要求。利用风力发电技术和光伏发电技术构成的分布式电站,为污水处理厂提供部分电能,以补充电网电力供应的不足,是一个较为理想的实现方式。利用太阳能、风能等新型能源发电,为乡镇污水处理厂提供部分能源是节约能源、保护环境和发展循环经济的必然要求。 本文针对乡镇污水处理厂的处理设备用电分阶段的特点,并结合风/光互补发电系统分布式的特点,介绍了风/光互补发电系统的结构和工作原理,以及主要部件的原理及工作特点,并进行了运行分析。 在进行分析基础上,针对广州市南沙区某污水处理站的负荷特点及风力、太阳能资源状况,进行了风光互补发电系统的设计、建设及运行效果分析,该风光互补发电工程在补充电力供应及新能源应用的示范展示方面取得了很好的效果。 【关键词】：风光互补发电系统 乡镇污水处理 分布式电站 能量管理 PLC SOC
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM61;X505
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 立题意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 主要研究内容和采用的技术路线13-15
• 第二章 风光互补系统的构成15-31
• 2.1 风能太阳能特点15-17
• 2.2 风力发电部分17-19
• 2.2.1 风力发电机组成17
• 2.2.2 风机输出特性17-18
• 2.2.3 风力发电机的种类18-19
• 2.3 太阳能发电部分19-23
• 2.3.1 光伏发电19-20
• 2.3.2 太阳能阵列的等效电路20
• 2.3.3 太阳能阵列的输出特性20-23
• 2.4 系统储能设备23-27
• 2.4.1 铅酸蓄电池的基本参数及工作特性23-26
• 2.4.2 蓄电池的充电方式26-27
• 2.5 我国乡镇污水处理的特点27-30
• 2.5.1 乡镇污水的特点28-29
• 2.5.2 乡镇污水处理系统介绍29
• 2.5.3 乡镇污水处理效益分析29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 风光互补系统能量管理系统31-37
• 3.1 能量供需平衡检测32-33
• 3.2 蓄电池充放电管理33-35
• 3.3 市电和负载控制35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 风光互补系统的设计和工程应用37-55
• 4.1 风力发电部分37
• 4.2 三段式充电回路设计37-40
• 4.2.1 三段式充电电路结构37-38
• 4.2.2 电路工作分析38-39
• 4.2.3 蓄电池电压检测39-40
• 4.3 光伏系统部分40-45
• 4.3.1 充放电电路40-42
• 4.3.2 蓄电池电压的检测42
• 4.3.3 放电电路分组控制42
• 4.3.4 放电电路的电压控制42
• 4.3.5 放电电路的电流控制42-43
• 4.3.6 光伏恒压限流充电控制43-44
• 4.3.7 恒压限流程序设计44
• 4.3.8 MPPT 控制电路44-45
• 4.4 负载工作模式45-46
• 4.5 通信模块46
• 4.6 风光互补管理系统的软件实现46-49
• 4.6.1 主程序流程图46-47
• 4.6.2 蓄电池充电控制程序设计47-48
• 4.6.3 蓄电池放电控制程序48-49
• 4.7 工程实例：南沙区珠江街东区污水处理工程风光互补发电电站49-54
• 4.7.1 南沙区珠江管理区东区污水处理工程主要用电设备及使用情况49-50
• 4.7.2 风光互补发电系统设计50-54
• 4.7.3 工程总结54
• 4.8 本章小结54-55
• 总结及展望55-56
• 参考文献56-59
• 附工程实例图纸照片59-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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