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光伏发电能量监控系统的设计与实现

发布时间:2018-06-20 12:34

  本文选题:光伏发电 + 混合储能 ; 参考:《西安科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:随着全球对可再生能源的日益重视,分布式发电在国内开始普及,其中以光伏发电为代表,中国近几年光伏电机的年装机量名列全球第一。本文以并网型光伏发电微电网为研究对象,设计适用于微电网的能量监控系统。首先,对光伏发电系统中的光伏电池等效数学模型进行分析,详细阐述了光伏电池的发电原理,对常用的四种储能方法进行介绍,并对这四种储能方法各自的优缺点进行对比,最终选择以铅酸蓄电池和超级电容器为基础搭建混合储能系统。其次,分析了混合储能系统中的铅酸蓄电池和超级电容器的充放电特性,搭建两者的数学模型和仿真模型并进行分析研究。搭建铅酸蓄电池和超级电容器的并联混合储能系统,对系统的模型进行详细说明,对整个混合储能系统搭建仿真模型,进行仿真研究。根据混合储能结构的模型,针对其设计双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器,并对两种控制器的控制策略进行详细介绍。并且针对双向DC/AC变换器在运行中会遇到并网运行模式与孤岛运行模式之间的切换,设计了适用于并网运行的PQ控制策略和适用于孤岛运行的V/f下垂控制策略。对整个系统建立Matlab/Simulink仿真,分析系统在光照强度变化的运行模式切换时的运行状态。最后以TI公司生产的TMS320F28335 DSP芯片为核心确定系统整体控制方案,搭建硬件平台,利用Code Composer Studio 6.0完成系统软件设计,并通过LabVIEW软件编写上位机程序,共同构成光伏发电能量监控系统。利用Access工具构建数据库完成对数据的储存,方便查看。最后建立试验模型,验证理论研究的正确性与可行性。
[Abstract]:With the increasing attention to renewable energy in the world, distributed generation is becoming more and more popular in China, among which photovoltaic power generation is the representative. In recent years, the annual installed capacity of photovoltaic motors ranks first in the world. In this paper, the grid-connected photovoltaic microgrid is taken as the research object, and the energy monitoring system suitable for microgrid is designed. Firstly, the equivalent mathematical model of photovoltaic cells in photovoltaic power generation system is analyzed, the principle of photovoltaic cell generation is described in detail, four common energy storage methods are introduced, and the advantages and disadvantages of each of the four methods are compared. Finally, the hybrid energy storage system based on lead acid battery and super capacitor is selected. Secondly, the charge-discharge characteristics of lead-acid battery and supercapacitor in hybrid energy storage system are analyzed, and their mathematical models and simulation models are built and analyzed. The parallel hybrid energy storage system of lead-acid battery and supercapacitor is built, the model of the system is described in detail, the simulation model of the whole hybrid energy storage system is built, and the simulation research is carried out. According to the model of hybrid energy storage structure, bidirectional DC / DC converters and bidirectional DC / AC converters are designed, and the control strategies of the two controllers are introduced in detail. Aiming at the switching between grid-connected operation mode and islanding operation mode, a PQ control strategy suitable for grid-connected operation and a V / F droop control strategy suitable for islanding operation are designed for bi-directional DC / AC converter. A Matlab / Simulink simulation is established for the whole system to analyze the running state of the system when the operation mode changes with the light intensity. Finally, TMS320F28335 DSP chip produced by TI company is taken as the core to determine the overall control scheme of the system. The hardware platform is built, and the software design of the system is completed by using Code composer Studio 6.0, and the upper computer program is written by LabVIEW software. A photovoltaic energy monitoring system is formed together. Use Access tools to build a database to complete the storage of data, easy to view. Finally, the experimental model is established to verify the correctness and feasibility of the theoretical research.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM615

【参考文献】

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本文编号:2044273

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