磁耦合谐振式无接触电能传输在光伏系统中的应用研究

发布时间：2017-09-25 08:41

  本文关键词：磁耦合谐振式无接触电能传输在光伏系统中的应用研究

  更多相关文章： 光伏 磁耦合谐振式无线电能传输 E类功率放大器 ADS

【摘要】：近年来,随着节能减排进程的加快及新能源利用的不断深入,人们对新能源的种类和利用方式提出了越来越高的要求。太阳能光伏发电是新能源中的佼佼者,以其特有的优势受到人们广泛关注,数据表明,我国目前是世界第一大太阳电池生产国和全球第一大光伏应用市场,因此我们需要创新开发更多的光伏产品及光伏应用方式来满足未来的发展需要。本文以此为出发点,探索光伏利用一种新的电能传输方式,即太阳能光伏发电与无线电能传输的结合。在传统的光伏应用中,太阳能所发电能是通过金属导线传输给负载,这种传输方式效率高、损耗小,是电力输送的主要传输方式,但在有些应用场所这种铺设导线的方式不是很方便,如果能采用无线传输的方式将电力输送给负载将会使光伏的应用更加灵活和方便。本文采用磁耦合谐振式无线电能输送方案进行这方面的探索,这种传输方式相对其他的无线传输方式具有效率高、结构简单、传输距离远特点,具有很大优势,亦是未来发展的一个重要方向。文中首先确定了光伏发电单元的最大功率点跟踪的方案,然后通过分析计算确定了谐振式输电方案的相关参数,利用射频仿真软件ADS对选定的E类功率放大器性能参数进行了仿真,参照仿真结果制作了频率为8MHz的E类功率放大器,信号发生器及磁耦合传输器,其间对传输系统中涉及到的信号网络匹配特进行了理论分析及仿真计算。经过对整个系统的安装调试,基本实现了对光伏发电的无线传输探索。
【关键词】：光伏 磁耦合谐振式无线电能传输 E类功率放大器 ADS
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM724
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 光伏应用发展现状9-11
• 1.3 能量无线传输研究现状11-14
• 1.3.1 无线电能的分类11-13
• 1.3.2 磁耦合谐振无线电力输送方案研究现状13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-15
• 第2章 光伏系统特性15-21
• 2.1 太阳电池基本原理15-16
• 2.2 太阳电池IV特性曲线16-18
• 2.3 光伏系统最大功率点跟踪18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 谐振式无接触电能传输实现方案21-37
• 3.1 谐振线圈工作机制21-26
• 3.1.1 谐振电容串并联21-24
• 3.1.2 谐振式无线传输效率计算24-26
• 3.2 振式无线电能系统的影响因素26-28
• 3.2.1 频率26
• 3.2.2 品质因数26-27
• 3.2.3 负载阻抗27-28
• 3.2.4 传输距离与频率分裂现象28
• 3.3 功率放大器方案28-36
• 3.3.1 A类功率放大器29-30
• 3.3.2 B类功率放大器30-31
• 3.3.3 AB类功率放大器31-32
• 3.3.4 C类功率放大器32-33
• 3.3.5 D类功率放大器33-34
• 3.3.6 E类高频功率放大器34-35
• 3.3.7 F类高频功率放大器35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 系统实现原理37-47
• 4.1 系统构成37-40
• 4.1.1 光伏系统37-38
• 4.1.2 功率放大器38-39
• 4.1.3 线圈绕制39-40
• 4.2 传输线理论40-45
• 4.3 本章小结45-47
• 第5章 系统实现方案及仿真47-68
• 5.1 功率放大器47-55
• 5.1.1 功率放大器的主要参数47-48
• 5.1.2 放大器网络匹配48-53
• 5.1.3 史密斯圆图53-55
• 5.2 ADS仿真55-67
• 5.2.1 ADS软件简介55
• 5.2.2 系统功率放大器电路设计与仿真55-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第6章 系统制作与调试68-78
• 6.1 光伏组件和电源68-69
• 6.2 信号发生器制作69-73
• 6.3 功率放大器制作73-75
• 6.4 整体装配75-76
• 6.5 系统测试76-77
• 6.6 本章小结77-78
• 第7章 总结与展望78-80
• 7.1 本文总结78
• 7.2 改进和展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果84

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