离网型风力发电充放电控制系统设计

发布时间：2017-08-19 21:13

  本文关键词：离网型风力发电充放电控制系统设计

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【摘要】：目前电力行业还主要是依靠煤电来满足国内巨大的用电量,每年需要消耗大量的煤炭,造成空气污染。而风力发电以其成本、效率和供电范围的优势,得到了快速的发展。与大型并网风力发电系统不同,发展小型离网风力发电系统不仅能够解决偏远地区用电困难,而且还能与现有供电方式形成互补,有着很高的经济效益和环境效益。小型离网风力发电系统已经在全国许多风能资源丰富的地区有所普及,但并未大面积产业化,人们对其可靠性、前期投入、维护成本、经济效益等还存在一定偏颇认识,这是由于现阶段国内小型离网风力发电系统结构复杂、设备良莠不齐造成的,这成为了人们正确认识小型离网风力发电系统的影响因素。现阶段,国内小型离网风力发电系统主要有直流系统和交流系统两种。其中,交流系统是比较常用的形式,主流的小型离网风力发电系统结构包括:交流风力机、整流器、蓄电池组、充放电控制器、监控保护平台、卸荷器、逆变器等。本研究基于现有风力发电系统的主流结构,对小型离网风力发电系统进行了优化设计,提出了一种新的系统架构,对系统各个部件进行了选型或设计,其中整流器采用了带串联补偿的二极管整流,大大减少了成本并且提高了可靠性及整流性能,充放电控制器则实现了蓄电池组效率和寿命的最优化,逆变器则采用了基于DSP的无隔离双极逆变器,部件的选型和设计同时兼顾了经济性与可靠性,使得系统的安全性、经济性以及运行效率大大提高。
【关键词】：风力发电 蓄电池 充放电控制系统 离网型
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 风力发电发展现状11-17
• 1.2.1 国外风力发电发展现状13-15
• 1.2.2 国内风力发电发展现状15-17
• 1.3 离网风力发电系统简介17-19
• 1.4 本文的研究内容和研究方法19-20
• 1.5 特点及工程应用场合20
• 1.6 本章小结20-22
• 第2章 小型离网风力发电系统的原理22-30
• 2.1 小型离网风力发电系统的组成22-23
• 2.2 风力发电机的工作原理23-25
• 2.2.1 风力发电机组中的风力机23-24
• 2.2.2 风力发电机组中的发电机24-25
• 2.3 蓄能装置的工作原理25-27
• 2.3.1 蓄电池组简介25-26
• 2.3.2 蓄电池组充放电控制器简介26-27
• 2.4 整流器、逆变器工作原理27-28
• 2.4.1 整流器27-28
• 2.4.2 逆变器28
• 2.5 本章小结28-30
• 第3章 离网型风力发电系统整体架构30-38
• 3.1 小型离网风力发电系统拓扑结构30
• 3.2 风力发电机参数的确定30-33
• 3.2.1 农村地区用电情况计算30-31
• 3.2.2 小型离网风力发电系统风机选型31-33
• 3.3 整流器参数的确定33-35
• 3.3.1 整流器类型选择34-35
• 3.3.2 整流器参数确定35
• 3.4 蓄电池组选型35-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第4章 基于PIC单片机的蓄电池组充放电控制器设计38-50
• 4.1 充放电控制器设计要求38-39
• 4.2 充放电控制器总体设计方案39-41
• 4.2.1 电流测量方案39-40
• 4.2.2 蓄电池充放电电压测量方案40
• 4.2.3 蓄电池工作温度测量方案40
• 4.2.4 控制器充放电实时监控和远程通讯方案40-41
• 4.3 充放电控制器硬件设计41-43
• 4.3.1 蓄电池充放电电流测量电路41-42
• 4.3.2 蓄电池充放电电压测量电路42-43
• 4.3.3 蓄电池工作温度测量电路43
• 4.4 充放电控制器软件设计43-48
• 4.4.1 控制器程序编写43-47
• 4.4.2 上位机监控软件47-48
• 4.5 本章小结48-50
• 第5章 DC-DC变换器选型和逆变器的设计50-56
• 5.1 DC-DC变换器选型和逆变器设计要求50-51
• 5.1.1 DC-DC选型50-51
• 5.2 逆变器设计方案51-54
• 5.2.1 模块电路的设计52-53
• 5.2.2 逆变部分软件设计53-54
• 5.3 本章小结54-56
• 第6章 总结与展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62

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本文编号：703001