太阳能光伏发电储能控制研究

【摘要】：太阳能光伏发电随着能源短缺和环境污染的日益严重,成为各国学者和专家研究热点。但是太阳能光伏发电受天气影响,黑天或阴雨天气时,太阳能电池板无法输出电能,致使不能保证用户正常用电。因此论文对太阳能光伏发电储能控制展开以下的研究。 首先,分析了课题研究的时代背景、实践意义和研究现状以及课题的主要内容；研究了光伏发电系统的系统架构,详细介绍了光伏系统所用到的四个主要器件：光伏电池、变换器、控制器、蓄电池,确定采用单向DC/DC变换器实现最大功率点的跟踪。 其次,在分析双向DC/DC变换器的基本原理和拓扑及其软开关技术的基础上,确立了双向DC/DC变换器对太阳能光伏发电系统的蓄电池进行充放电。重点研究了零电压开关移相控制桥式双向DC/DC变换器,该变换器采用耐高压的IGBT器件的桥式电路和零电压移相控制对蓄电池进行充放电,减少了循环能量,增加太阳能光伏发电利用率。 再次,通过分析铅酸蓄电池的工作原理和它的分类及其性能参数,研究了太阳能光伏发电蓄电池控制技术,设计了基于模糊控制对蓄电池的充电控制,充分提高了太阳能电池板的利用率,能够完成蓄电池快速充电,提高蓄电池寿命。 最后,在MATLAB中设计了模糊控制器,并且通过模糊控制器对零电压开关桥式双向DC/DC变换器进行控制,完成对蓄电池充放电仿真。比较了两阶段充电和模糊控制充电的优劣,并且对其进行了实验仿真,运行结果表明,该控制方法可达到快速充电的目的。 【关键词】：光伏发电 双向DC/DC变换器 软开关 充放电 蓄电池
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题研究的背景8
• 1.2 光伏发电储能系统的国内外研究现状8-11
• 1.2.1 国外研究现状8-9
• 1.2.2 国内研究现状9-10
• 1.2.3 存在的问题10-11
• 1.3 本文研究的主要内容11-12
• 第二章 太阳能光伏发电系统12-24
• 2.1 太阳能光伏发电系统基本原理12
• 2.2 太阳能光伏发电系统整体结构12-14
• 2.2.1 独立光伏发电系统12-13
• 2.2.2 不带蓄电池的并网型光伏发电系统13
• 2.2.3 混合型光伏发电系统13-14
• 2.3 太阳能光伏发电系统构成14-23
• 2.3.1 太阳能光伏电池14-18
• 2.3.3 变换器18-22
• 2.3.4 控制器22
• 2.3.5 蓄电池22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 双向DC/DC变换器的研究24-38
• 3.1 双向DC/DC变换器原理及拓朴结构24-27
• 3.1.1 双向DC/DC变换器原理24-25
• 3.1.2 双向DC/DC变换器拓扑结构25-26
• 3.1.3 双向DC/DC变换器应用26-27
• 3.2 双向DC/DC变换器软开关技术研究27-31
• 3.2.1 谐振类双向DC/DC变换器28
• 3.2.2 准方波零电压开关PWM双向DC/DC变换器28-29
• 3.2.3 零电压开关相移控制桥式双向DC/DC变换器29
• 3.2.4 无源缓冲类器型双向DC/DC变换器29-30
• 3.2.5 有源缓冲器型双向DC/DC变换器30-31
• 3.3 双向DC/DC变换器主电路的设计31-37
• 3.3.1 零电压开关相移控制双向DC/DC变换器31-32
• 3.3.2 工作原理32-34
• 3.3.3 模态分析34-35
• 3.3.4 主电路参数设计35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 光伏系统蓄电池的充放电控制技术38-50
• 4.1 铅酸蓄电池工作原理及性能38-41
• 4.1.1 铅酸蓄电池工作原理38-39
• 4.1.2 铅酸蓄电池性能参数39-41
• 4.2 铅酸蓄电池充电控制技术41-45
• 4.2.1 蓄电池充放电特性41-43
• 4.2.2 确定铅酸蓄电池充电法43-45
• 4.3 模糊控制快速充电法研究45-48
• 4.3.1 输入输出量模糊化46-47
• 4.3.2 模糊推理47
• 4.3.3 模糊清晰化47-48
• 4.4 铅酸蓄电池容量设计48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 光伏发电系统蓄电池储能仿真50-56
• 5.1 模糊控制充电法与传统充电法比较50-51
• 5.2 最大功率跟踪仿真51-52
• 5.3 蓄电池充电仿真52-54
• 5.4 蓄电池放电仿真54-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士期间参加的课题与发表的论文62

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