独立光伏系统的研究与实现

【摘要】：针对目前独立光伏系统蓄电池寿命短、系统可靠性不高、自适应功能差、功能单一和依赖进口产品等问题,本论文采用蓄电池剩余容量(SOC)控制法,利用脉冲充电、温度补偿和单片机技术设计了新型独立光伏系统控制器,从而使蓄电池不会发生过放电,延长了蓄电池的使用寿命,提高了系统运行可靠性,拓展了控制器功能,提升了系统的适用性,可替代国外同类产品。 本文首先介绍了光伏产业的现状和光伏系统的基本组成和基本原理,对太阳能电池和蓄电池的特性分别进行了讨论。 其次,探讨了光伏系统的一些关键技术,对提高光伏系统转化率方法进行了研究,从理论上探讨了光伏系统控制器应具有的功能：对蓄电池充放电的控制、对太阳方位和高度的跟踪、对太阳能电池最大功率点的跟踪。 最后,使用最为普遍及优选的阀控铅酸蓄电池(VRLA)的独立光伏系统为研究对象,采用用蓄电池剩余容量(SOC)控制法,利用脉冲充电、温度补偿和单片机技术设计了新型独立光伏系统控制器,提出了技术规划,给出了具体的软硬件设计方案及实现过程,经独立光伏照明系统应用测试和正常运行后,达到了预期的效果,得出结论此设计可行具备一定的理论意义和现实价值。 【关键词】：独立光伏系统 蓄电池剩余容量(SOC) 蓄电池充放电的控制 脉冲充电 单片机 温度补偿 控制器
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 发展新能源技术的必要性8-12
• 1.1 能源问题分析8
• 1.2 太阳能的优越性8-9
• 1.3 光伏发电的优缺点和特点9-10
• 1.3.1 光伏发电的优点9
• 1.3.2 光伏发电存在的问题9
• 1.3.3 光伏发电的特点9-10
• 1.4 光伏发电的现状及发展前景10-11
• 1.6 我国发展光伏发电技术的迫切性11
• 1.7 本课题的研究方向和应用设计概述11-12
• 第二章 太阳能光伏发电系统的基本组成与基本原理12-18
• 2.1 光伏系统的基本原理和组成12
• 2.2 太阳能电池的研究与分析12-15
• 2.2.1 太阳能电池的概述12-13
• 2.2.2 太阳能电池的光伏效应13-14
• 2.2.3 等效电路14-15
• 2.3 太阳能电池的输出特性及其影响因素15-17
• 2.3.1 光伏电池的I-V和P-V特性曲线15
• 2.3.2 光伏电池的主要参数15-16
• 2.3.4 光照强度对光伏电池转换效率的影响16-17
• 2.3.5 温度对光伏电池输出特性的影响17
• 2.4 光伏电池的种类17-18
• 第三章 光伏系统储能技术的研究与分析18-24
• 3.1 光伏系统蓄电池的特点18-21
• 3.1.1 主要参数指标18-19
• 3.1.2 充放电特性19-21
• 3.3 光伏蓄电池的优化配置21-23
• 3.3.1 容量的选择21-22
• 3.3.2 运行方式22
• 3.3.3 过充电压的温度补偿22-23
• 3.4 充电方式的选择23-24
• 3.4.1 恒流充电23
• 3.4.2 恒压充电23
• 3.4.3 恒压限流法23
• 3.4.4 脉冲充电23-24
• 第四章 提高光伏系统转化率方法的研究24-26
• 4.1 对蓄电池充放电的控制24
• 4.2 对太阳方位和高度的跟踪24-25
• 4.3 太阳能电池最大功率点(MPPT)的跟踪25-26
• 第五章 新型多用途独立光伏系统智能控制器的设计与实现26-48
• 5.1 设计分析与规划26-27
• 5.1.1 概述26
• 5.1.2 功能规划26-27
• 5.1.3 技术参数27
• 5.2 系统的组成27-29
• 5.2.1 系统组成图27-28
• 5.2.2 控制器结构28-29
• 5.3 系统其它组件的选择29-31
• 5.3.1 太阳能电池的选择29
• 5.3.2 蓄电池的选择29
• 5.3.3 负载的选择29-31
• 5.4 控制器电路的设计与实现31-36
• 5.5 控制软件设计36-38
• 5.5.1 软件总体设计36-37
• 5.5.2 软件流程图37-38
• 5.5 控制器工作说明38-48
• 5.5.1 控制器的启动38
• 5.5.2 显示功能38
• 5.5.3 夜间照明功能38-39
• 5.5.4 蓄电池放电保护39
• 5.5.5 控制器的安装和连接39-41
• 5.5.6 控制器的设置41-42
• 5.5.7 编程状态42
• 5.5.8 安全特性及故障描述42-43
• 5.5.9 安全和使用建议43-48
• 第六章 系统实验和结论48-51
• 6.1 系统实验48-50
• 6.2 课题结论50-51
• 结束语51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-55
• 源程序55-92
• 攻读硕士期间发表的论文92

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