户用光伏发电系统及智能一体机研究与开发

发布时间：2017-10-05 19:33

  本文关键词：户用光伏发电系统及智能一体机研究与开发

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【摘要】：随着世界经济的迅速发展,对能源的需求越来越大,地球化石资源的大量开采与消耗,使石油,煤炭等自然资源日趋短缺,同时也给环境造成了严重污染。太阳能光伏发电是目前发展最为迅速、并且前景最为看好的可再生能源产业之一。它具有安全可靠、运动部件少、噪音小、维护方便、使用寿命长、不消耗燃料、灵活性高的特点。太阳能发电系统进入千家万户是大势所趋,为解决居民供电负载和减少空气污染以及人类可持续发展有着深远的意义。本文首先介绍光伏发电的基本原理,光伏电池的基本特性,同时引进户用光伏发电系统的概念,结构组成以及安装类型。提出一个户用光伏发电系统发展的创新思路,以户用光伏发电系统为基础,并网离网可切换,利用风电弃电和谷电为户用储能设备补充电源的智能一体机系统。其次,研究光伏智能一体机系统,介绍智能一体机的组成结构,叙述整个智能一体机实现功能原理,包括户用光伏并网离网切换原理,太阳能电池板串并联切换原理。介绍智能一体机核心控制部件单片机STM32,包括单片机组成模块和驱动原理。单片机STM32根据控制逻辑框图,通过驱动继电器,来控制线路开关,实现光伏一体机的功能。然后,以沈阳中粮隆玺世家户用光伏系统为研究对象,通过实际光伏项目的考察,来完成整个户用光伏系统的独立设计。调查居民用电量,实地地理气象数据,计算发电量和装机容量。根据实际探勘,规划太阳能电池板的排布,依照规定选型原则,采集厂家资料,分析比较,对项目光伏组件进行选型,包括太阳能电池板选型,逆变器选型,导线选型等。根据实际住户的条件,选择光伏并网发电模式,确定系统类型和组件以及支架安装方式。根据项目确定材料数目清单,报价汇总,同时依据辽宁省光伏上网补贴政策,进行经济分析,计算回收期。最后,根据设计的户用光伏发电项目进行优化分析。提出了户用光伏发电系统阴影影响发电效率和热板效应问题。通过加装功率优化器,自动匹配合适的电压电流关系,提高发电量。同时,也可以加装微逆变器来代替传统逆变器,通过每个微逆变器独立的功率追踪,从而使整个太阳能发电系统的输出功率最大化。研究新型锂电池技术优势,作为将来户用光伏系统储能设备,代替传统蓄电池,节能环保,可持续发展。
【关键词】：光伏发电 光储电一体机 能源利用策略 系统设计优化
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要7-8
• abstract8-18
• 1 绪论18-25
• 1.1 本课题研究的背景与意义18-19
• 1.2 光伏产业的国内外现状19-22
• 1.3 本文要研究的光伏产业存在的问题及解决思路22-23
• 1.4 本文研究的主要内容23-25
• 2 户用光伏发电系统25-33
• 2.1 光伏发电基本原理及其输出特性25-27
• 2.1.1 光伏电池的基本特性25-26
• 2.1.2 光伏电池的输出特性26-27
• 2.2 户用光伏发电系统分类27-29
• 2.3 户用光伏发电系统安装类型29-31
• 2.4 户用光伏发电系统发展的新方向31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 关于智能一体机的研究33-43
• 3.1 智能一体机结构组成33-34
• 3.2 智能一体机并离网切换34-35
• 3.3 太阳能电池板串并联切换35-36
• 3.4 基于单片机控制器的研究36-40
• 3.4.1 STM32F103ZET6单片机介绍36-38
• 3.4.2 控制模块38-40
• 3.5 单片机驱动原理40
• 3.6 单片机控制原理框图40-41
• 3.7 主控制器工作运行41-42
• 3.8 本章小结42-43
• 4 户用光伏发电系统设计和应用43-67
• 4.1 用户负载用电量调查和计算43-44
• 4.2 数据采集和计算44-50
• 4.2.1 实际环境探勘和气候数据调查44-46
• 4.2.2 户用光伏发电量计算46-50
• 4.3 户用光伏系统设备选型50-56
• 4.3.1 太阳能电池板选型50-51
• 4.3.2 逆变器的选型51-53
• 4.3.3 蓄电池的选型53-55
• 4.3.4 光伏电缆的选型55-56
• 4.4 太阳能电池板的排版布置56-61
• 4.4.1 阴影计算56-58
• 4.4.2 光伏阵列布置58-60
• 4.4.3 光伏组件串并联确定60-61
• 4.5 光伏发电政策与建设类型61-63
• 4.5.1 光伏发电相关政策61
• 4.5.2 工程建设类型61-63
• 4.6 防雷与接地63
• 4.7 项目经济分析63-66
• 4.7.1 工程建设类型63-65
• 4.7.2 发电效益分析65-66
• 4.8 本章小结66-67
• 5 户用光伏发电系统的改进优化67-77
• 5.1 光伏系统中阴影遮挡的问题67-68
• 5.1.1 热斑效应67
• 5.1.2 光伏发电效率影响67-68
• 5.2 微逆变器的应用68-71
• 5.2.1 传统逆变器的问题68-69
• 5.2.2 微逆变器的简介69
• 5.2.3 微逆变器的选型69-71
• 5.3 功率优化器的应用71-73
• 5.3.1 功率优化器的简介71
• 5.3.2 功率优化器的选型71-73
• 5.4 储能设备的优化改进73-76
• 5.4.1 储能设备种类和发展73-74
• 5.4.2 锂电池的选型74-75
• 5.4.3 锂电池在户用光伏系统应用策略75-76
• 5.5 本章小结76-77
• 6 结论与展望77-79
• 6.1 结论与创新点77
• 6.2 创新点摘要77-78
• 6.3 展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果83-84
• 致谢84-85
• 作者简介85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：978433