追日式光伏智能充电系统关键技术及物模研究
发布时间：2021-01-30 11:41
当前常规能源短缺及环境污染等问题亟待解决,人们重新审视煤炭发电及燃油汽车带来的弊端,更加清晰地认识到可再生能源及电动汽车发展的重要性。电动汽车与新能源发电技术的融合,现已成为一大研究热点。太阳能光伏发电在现今可再生清洁能源的开发中最具优势,但由于光伏电池输出具有不稳定性,以及光伏阵列传统固定安装方式能量接收效率低等因素制约着光伏技术的推广。因此,光伏发电技术优化及高效充电设施的研究不容忽视。本课题首先在太阳追踪技术、最大功率点跟踪控制、蓄电池快速充电及逆交变技术的研究基础之上,确定相关控制策略的选择:为保障系统高效运行,设计采用分段式快速充电法;在光伏发电富余时,基于双闭环逆变控制策略将余电并入电网,合理调度系统能量。然后对系统进行总体设计,进而制作光电跟踪式追日模型。其次,针对光伏发电输出不稳定性问题,借助Matlab/Simulink平台设计基于Cuk电路的模糊控制系统,与目前常用扰动观察法进行仿真对比,模糊控制表现出良好的跟踪控制效果及稳态特性;为提高追日系统跟踪精度,在Simulink中建立传统PID及模糊PID控制追踪模型,本文所设计模糊PID控制具有更优的抗干扰性和响应速度...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外光伏充电系统研究概况
1.2.1 国外光伏充电系统研究概况
1.2.2 国内光伏充电系统研究概况
1.3 本文主要研究内容
第2章 充电系统关键技术基础理论
2.1 光伏电池及其特性
2.1.1 光伏电池工作原理
2.1.2 光伏电池输出特性
2.2 光伏发电技术研究
2.2.1 最大功率点跟踪控制
2.2.2 太阳自动追踪技术
2.3 蓄电池与快充机理
2.3.1 蓄电池的选择
2.3.2 快速充电机理
2.4 智能逆变技术
2.4.1 逆变电路拓扑结构
2.4.2 SPWM控制技术
2.5 本章小结
第3章 智能充电系统控制策略研究
3.1 最大功率跟踪控制策略
3.1.1 恒定电压法
3.1.2 电导增量法
3.1.3 扰动观测法
3.1.4 模糊控制法
3.2 自动追踪太阳控制策略
3.2.1 视日运行轨迹跟踪
3.2.2 光电跟踪
3.2.3 视日轨迹与光电跟踪结合
3.3 蓄电池快速充电策略
3.3.1 传统充电方法
3.3.2 快速充电方法
3.3.3 停充控制策略
3.4 逆变控制策略
3.4.1 电流内环控制
3.4.2 总控制策略
3.5 本章小结
第4章 追日式光伏智能充电系统设计
4.1 系统总体设计
4.1.1 光伏电池选型
4.1.2 电机设计选择
4.1.3 轮式充电桩结构设计
4.1.4 追日系统机械结构设计
4.2 追日系统模型设计
4.2.1 硬件系统设计
4.2.2 模型结构设计
4.3 中试系统智能控制模拟实现
4.3.1 MPPT实现形式
4.3.2 MPPT控制系统仿真
4.3.3 追日跟踪控制系统仿真
4.4 中试设备系统硬件设计
4.4.1 充电控制器
4.4.2 跟踪控制器
4.4.3 时钟电路
4.4.4 光电检测
4.4.5 风速保护
4.5 中试设备系统软件设计
4.5.1 整体流程图
4.5.2 MPPT程序
4.5.3 追日系统程序
4.6 本章小结
第5章 测试实验及分析
5.1 测试方案
5.2 测试结果及分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型太阳追踪策略的研究[J]. 王骁,曹秒,安志勇,曹维国. 太阳能. 2016(09)
[2]移动充电的未来[J]. 陈秀娟. 汽车观察. 2016(07)
[3]基于SIMULINK仿真的太阳能光伏系统最大功率点跟踪[J]. 董丽娜,肖志刚,高立艾,索雪松. 中国农机化学报. 2016(02)
[4]新能源光伏汽车充电站发展现状与分析[J]. 王盛强,李婷婷. 科技创新与应用. 2016(02)
[5]Cuk变换器在独立光伏发电系统抗扰性优化中的应用[J]. 曹磊,谭震宇,王晶. 电器与能效管理技术. 2015(09)
[6]光伏系统MPPT的扰动观测法分析与改进[J]. 杭凤海,杨伟,朱文艳. 电力系统保护与控制. 2014(09)
[7]基于坐标变换的单相光伏并网控制策略的研究[J]. 台流臣,王金梅,苏婷. 电源技术. 2014(02)
[8]基于PR控制的光伏并网电流优化控制[J]. 孟建辉,石新春,付超,王毅,李鹏,魏德冰. 电力自动化设备. 2014(02)
[9]基于模糊控制的光伏电池MPPT仿真研究[J]. 蔡文皓,李云,马晶,张晓. 电源技术. 2013(12)
[10]基于视日运动轨迹的太阳跟踪装置控制系统的研究[J]. 李树珍,石磊,张亮,陈立东,李国昉,马淑英,郑立新. 中国农机化. 2012(05)
博士论文
[1]光伏并网逆变系统控制策略研究[D]. 郭晓瑞.浙江大学 2014
[2]高性能锂离子电池聚合物电解质的制备及研究[D]. 朱玉松.复旦大学 2013
[3]分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究[D]. 刘立群.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]光伏发电系统多功能逆变器控制策略研究[D]. 吴雅静.河北工程大学 2017
[2]太阳能电池板追光系统的研究[D]. 王阳.沈阳工业大学 2017
[3]太阳能电池板双轴追踪控制系统的研究[D]. 王博林.东北农业大学 2016
[4]太阳能双轴跟踪系统的实现及其MPPT算法研究[D]. 徐勋庆.南昌大学 2016
[5]小型风光互补并网发电系统的研究与设计[D]. 黄敏敏.浙江大学 2016
[6]电动汽车锂离子动力电池快速充电技术研究[D]. 丁修乘.广西科技大学 2015
[7]单相光伏逆变器功率控制策略的研究[D]. 胡月.华中科技大学 2015
[8]分布式光伏电站充电桩设计[D]. 刘统凯.齐齐哈尔大学 2015
[9]单相光伏并网发电系统控制方法的研究[D]. 翟瑞淼.辽宁工业大学 2015
[10]光伏发电自动跟踪及MPPT控制的研究[D]. 林坤.电子科技大学 2014
本文编号：3008836
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外光伏充电系统研究概况
1.2.1 国外光伏充电系统研究概况
1.2.2 国内光伏充电系统研究概况
1.3 本文主要研究内容
第2章 充电系统关键技术基础理论
2.1 光伏电池及其特性
2.1.1 光伏电池工作原理
2.1.2 光伏电池输出特性
2.2 光伏发电技术研究
2.2.1 最大功率点跟踪控制
2.2.2 太阳自动追踪技术
2.3 蓄电池与快充机理
2.3.1 蓄电池的选择
2.3.2 快速充电机理
2.4 智能逆变技术
2.4.1 逆变电路拓扑结构
2.4.2 SPWM控制技术
2.5 本章小结
第3章 智能充电系统控制策略研究
3.1 最大功率跟踪控制策略
3.1.1 恒定电压法
3.1.2 电导增量法
3.1.3 扰动观测法
3.1.4 模糊控制法
3.2 自动追踪太阳控制策略
3.2.1 视日运行轨迹跟踪
3.2.2 光电跟踪
3.2.3 视日轨迹与光电跟踪结合
3.3 蓄电池快速充电策略
3.3.1 传统充电方法
3.3.2 快速充电方法
3.3.3 停充控制策略
3.4 逆变控制策略
3.4.1 电流内环控制
3.4.2 总控制策略
3.5 本章小结
第4章 追日式光伏智能充电系统设计
4.1 系统总体设计
4.1.1 光伏电池选型
4.1.2 电机设计选择
4.1.3 轮式充电桩结构设计
4.1.4 追日系统机械结构设计
4.2 追日系统模型设计
4.2.1 硬件系统设计
4.2.2 模型结构设计
4.3 中试系统智能控制模拟实现
4.3.1 MPPT实现形式
4.3.2 MPPT控制系统仿真
4.3.3 追日跟踪控制系统仿真
4.4 中试设备系统硬件设计
4.4.1 充电控制器
4.4.2 跟踪控制器
4.4.3 时钟电路
4.4.4 光电检测
4.4.5 风速保护
4.5 中试设备系统软件设计
4.5.1 整体流程图
4.5.2 MPPT程序
4.5.3 追日系统程序
4.6 本章小结
第5章 测试实验及分析
5.1 测试方案
5.2 测试结果及分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型太阳追踪策略的研究[J]. 王骁,曹秒,安志勇,曹维国. 太阳能. 2016(09)
[2]移动充电的未来[J]. 陈秀娟. 汽车观察. 2016(07)
[3]基于SIMULINK仿真的太阳能光伏系统最大功率点跟踪[J]. 董丽娜,肖志刚,高立艾,索雪松. 中国农机化学报. 2016(02)
[4]新能源光伏汽车充电站发展现状与分析[J]. 王盛强,李婷婷. 科技创新与应用. 2016(02)
[5]Cuk变换器在独立光伏发电系统抗扰性优化中的应用[J]. 曹磊,谭震宇,王晶. 电器与能效管理技术. 2015(09)
[6]光伏系统MPPT的扰动观测法分析与改进[J]. 杭凤海,杨伟,朱文艳. 电力系统保护与控制. 2014(09)
[7]基于坐标变换的单相光伏并网控制策略的研究[J]. 台流臣,王金梅,苏婷. 电源技术. 2014(02)
[8]基于PR控制的光伏并网电流优化控制[J]. 孟建辉,石新春,付超,王毅,李鹏,魏德冰. 电力自动化设备. 2014(02)
[9]基于模糊控制的光伏电池MPPT仿真研究[J]. 蔡文皓,李云,马晶,张晓. 电源技术. 2013(12)
[10]基于视日运动轨迹的太阳跟踪装置控制系统的研究[J]. 李树珍,石磊,张亮,陈立东,李国昉,马淑英,郑立新. 中国农机化. 2012(05)
博士论文
[1]光伏并网逆变系统控制策略研究[D]. 郭晓瑞.浙江大学 2014
[2]高性能锂离子电池聚合物电解质的制备及研究[D]. 朱玉松.复旦大学 2013
[3]分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究[D]. 刘立群.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]光伏发电系统多功能逆变器控制策略研究[D]. 吴雅静.河北工程大学 2017
[2]太阳能电池板追光系统的研究[D]. 王阳.沈阳工业大学 2017
[3]太阳能电池板双轴追踪控制系统的研究[D]. 王博林.东北农业大学 2016
[4]太阳能双轴跟踪系统的实现及其MPPT算法研究[D]. 徐勋庆.南昌大学 2016
[5]小型风光互补并网发电系统的研究与设计[D]. 黄敏敏.浙江大学 2016
[6]电动汽车锂离子动力电池快速充电技术研究[D]. 丁修乘.广西科技大学 2015
[7]单相光伏逆变器功率控制策略的研究[D]. 胡月.华中科技大学 2015
[8]分布式光伏电站充电桩设计[D]. 刘统凯.齐齐哈尔大学 2015
[9]单相光伏并网发电系统控制方法的研究[D]. 翟瑞淼.辽宁工业大学 2015
[10]光伏发电自动跟踪及MPPT控制的研究[D]. 林坤.电子科技大学 2014
本文编号：3008836
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