3kWp户用型光储发电系统的设计与实现

发布时间：2022-10-21 14:32

　　近年来,我国经济迅猛发展,现代化水平逐步提高,环境问题和能源供应问题也日益显著。在此背景下,以太阳能、风能为代表的清洁能源替代传统化石燃料的能源体系已成为我国研究的焦点。光伏发电是将太阳光辐射能转化为电能,主要优点是其资源丰富,转化无污染,可以缓解传统能源紧张问题和发电带来的环境污染问题。光伏技术的研究现已从离网系统进入并网阶段,但在远离大电网地区还不能将光伏系统与公共电网相连。所以对带有储能装置的光伏发电系统进行研究,可解决偏远地区输电困难和农耕地区用电困难问题。综上,提出本文研究课题3kWp户用光储发电系统的设计与实现。本文首先阐述了光伏产业国内外发展前景,并以户用型光储发电技术研究现状为基础,提出了针对家用负载的光储发电系统设计方案。根据设计流程及预期目标,系统整体设计包括:估算系统容量,确定光伏电池和蓄电池型号及数量,并提出储能和逆变部分的单元结构设计思路。其次,本文阐述光伏电池和储能系统工作原理和相关特性,并在分析了常用的最大功率点跟踪算法及蓄电池的充电控制策略的基础上,提出了应用于Boost电路中的防“误判”占空比扰动观察法和四阶段充电控制法,并在Matlab/Simuli... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 前言
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外光伏研究发展现状
        1.2.2 国内光伏研究发展现状
    1.3 户用型光储发电技术研究
    1.4 课题主要研究内容
    1.5 本章小结
2 系统总体设计方案
    2.1 系统整体设计要求
    2.2 系统总体设计方案
        2.2.1 户用型光储系统容量估算
        2.2.2 光伏电池板计算及选型
        2.2.3 蓄电池容量计算与选型
        2.2.4 光伏控制器设计思路
        2.2.5 光伏逆变器设计思路
    2.3 系统设计技术指标
    2.4 本章小结
3 光伏电池特性及储能原理分析
    3.1 光伏电池基本原理及特性分析
        3.1.1 光伏电池工作原理
        3.1.2 等效电路及特性分析
    3.2 最大功率点跟踪技术的实现
        3.2.1 最大功率点跟踪原理
        3.2.2 常用MPPT控制方法
        3.2.3 防“误判”占空比扰动观察法
    3.3 蓄电池储能系统工作原理及特性
        3.3.1 蓄电池工作原理及特性
        3.3.2 蓄电池充电控制方法
        3.3.3 带MPPT功能充电控制的实现
    3.4 最大功率点跟踪算法仿真分析
    3.5 本章小结
4 充电控制系统及逆变系统设计
    4.1 系统主电路拓扑结构
    4.2 系统主电路参数选择
        4.2.1 充电控制电路参数计算
        4.2.2 推挽升压电路参数计算
        4.2.3 直流母线缓冲电容设计
        4.2.4 滤波电路参数计算
        4.2.5 功率部分元件选型
    4.3 充电控制系统设计
        4.3.1 主控芯片简介
        4.3.2 充电控制电路
        4.3.3 辅助电源电路
        4.3.4 软件程序设计
    4.4 逆变系统电路设计
        4.4.1 逆变系统的数学建模
        4.4.2 前级推挽控制电路
        4.4.3 前级推挽驱动电路
        4.4.4 后级逆变控制电路
        4.4.5 后级逆变驱动电路
        4.4.6 整流滤波电路
        4.4.7 辅助部分电路
        4.4.8 采样调理电路
    4.5 本章小结
5 系统试验测试
    5.1 系统试验平台构成
    5.2 光伏电池板输出特性试验测试
    5.3 光伏控制器测试与分析
        5.3.1 蓄电池充电控制系统测试
        5.3.2 MPPT光伏充电控制测试
    5.4 逆变系统性能试验测试与分析
        5.4.1 逆变输出电压电流波形
        5.4.2 整机逆变器性能测试
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]《能源发展“十三五”规划》介绍（一）[J].   能源与节能. 2017(06)
[2]光伏蓄电池MPPT-脉冲充电方法研究[J]. 孟彦京,丁小洁,李鹏飞.  电源技术. 2016(11)
[3]一种新型单相全桥SPWM逆变器设计方法[J]. 郭石垒,秦会斌.  电子器件. 2016(05)
[4]基于改进型变步长电导增量法的最大功率点跟踪控制[J]. 朱新霞,张庆高,张波,陈耀.  信息技术与信息化. 2016(10)
[5]温室低压光储直流微网设计与试验[J]. 房俊龙,赵朝阳,周清海,宋蕾,赵帅,王超.  东北农业大学学报. 2016(09)
[6]移动式光伏电源技术研究与应用[J]. 韩学志.  中国高新技术企业. 2016(26)
[7]基于推挽电路的大功率直流电源设计[J]. 姜艳姝,郭东,徐兴.  电气传动. 2016(05)
[8]一种铅酸蓄电池智能充电方法的探究[J]. 闪静洁,刘阳,王莉.  佳木斯大学学报(自然科学版). 2016(02)
[9]基于扰动观测法的MPPT改进算法[J]. 谢友慧,戴永涛,刘肇荣,袁强.  科技广场. 2016(01)
[10]太阳能光伏电池工程用数学模型的研究[J]. 彭湃,程汉湘,陈杏灿,李蕾.  广东电力. 2015(10)

硕士论文
[1]独立光伏发电系统中蓄能研究与设计[D]. 查浩.安徽理工大学 2017
[2]小型户用光伏系统的设计与分析[D]. 黄茂启.昆明理工大学 2017
[3]小型户用储能式光伏发电控制系统的研究[D]. 张枝俊.安徽理工大学 2016
[4]军队营房独立光伏发电系统的设计[D]. 翁清翔.昆明理工大学 2016
[5]机场用115V/400Hz离网型光伏发电系统的研究[D]. 尹超华.南京航空航天大学 2016
[6]光伏发电直流电能控制系统的研究[D]. 陈元凯.武汉工程大学 2015
[7]家用光伏离网逆变器的研究[D]. 王友欢.青岛大学 2015
[8]采用自适应区间扰动MPPT的光伏发电系统的研究[D]. 周华.苏州大学 2015
[9]小功率光伏发电系统的设计与实现[D]. 周强.华中科技大学 2015
[10]大连地区家用光伏发电系统研究[D]. 林琳.大连理工大学 2014



本文编号：3695825