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探究蓄电池太阳能光伏发电增氧驱动系统研制

收藏本文 2024-04-04 点赞:26994 浏览:120733 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着国际能源需求的日益增加,环境的日益恶化,太阳能成了人类普遍关注的新能源。人类对太阳能的运用开发具有重大的战略作用。目前光伏发电在国内外已被广泛采取,很多城市都在争相兴建大型光伏电站。我国是农业大国,在农业生产中,小功率用电设备的利用非常普遍,如温室通风扇、卷帘减速机以及小型增氧机等等,这些都是用电设备。尤其在偏远地区,相对于远距离传输电的损耗,独立光伏发电系统特别具有现实作用。针对以上不足,以增氧机为例设计了一种可以独立发电的小功率增氧驱动系统,可为小型的鱼塘提供增氧和曝气功能。尤其在偏远地区或者缺电少电的地区提供能够独立工作的太阳能光伏发点增氧系统,为养殖户提供方便。本论文以光伏增氧驱动系统为探讨对象,以系统容量和参数的设计、DC/DC电路、最大功率跟踪策略、逆变电路、制约对策及充放电保护等方面作了详细的浅析和探讨。首先对光伏发电的国内外进展近况和走势作了详细的浅析,并对光伏发电的特点和主要方式做了阐述。光伏电池是决定发电效率即能源利用率的的关键点,为了充分利用光伏电池的输出能量,对常用的DC/DC拓扑结构和最大功率跟踪策略作了浅析比较,结合光伏电池的输出功率特性,设计出了升降压变换和扰动制约策略相结合的电路制约光伏电池的工作点,实现光伏发电的最大功率跟踪。通过对蓄电池的基本特性与充放电要求的探讨与浅析,设计了蓄电池的三阶段方式充电策略。充电历程是快速充电、恒压充电以及浮充电三种状态。该策略保证了蓄电池在各个阶段都采取最优的充电方式,达到最佳的效果。其次对逆变原理、逆变主电路的拓扑和制约策略作了较为详细的探讨。在此基础上设计出了带有PI调节的全桥逆变电路。根据制约案例设计了以单片机dsPIC30F2010为制约核心,包括驱动、采样、保护及显示功能齐全的软硬件系统。该系统电路结构简单,运转可靠。最后根据设计出的电路印制出电路板,实现硬件连接,进行了系统参数调试。接入变压器和负载进行总体调试,实验结果表明,产生了可靠、稳定、失真度小、波动率小的高质量的正弦波,使得系统可以实现蓄电池的充放电、最大功率制约和逆变,最终使得增氧电机正常工作。关键词:光伏发电论文逆变电路论文蓄电池充放电论文增氧电机论文

    摘要6-7

    ABSTRACT7-9

    第一章 绪论9-16

    1.1 探讨背景和作用9-11

    1.2 国内外探讨动态11-14

    1.2.1 国外光伏发电的近况11-12

    1.2.2 我国光伏发电的近况12-14

    1.3 主要探讨内容14-16

    第二章 太阳能光伏发电系统总体案例设计16-24

    2.1 太阳能光伏发电系统的组成16-18

    2.1.1 太阳能电池方阵16-17

    2.1.2 蓄电池组17

    2.1.3 制约器17-18

    2.1.4 逆变器18

    2.2 光伏发电系统容量设计18-22

    2.2.1 蓄电池容量设计18-20

    2.2.2 太阳能电池方阵容量设计计算20-22

    2.3 增氧机的选型22-24

    第三章 制约器的浅析与设计24-39

    3.1 蓄电池的特性及充放电要求24-30

    3.1.1 蓄电池的基本特性24-27

    3.1.2 蓄电池的充放电要求27-28

    3.1.3 光伏系统中蓄电池的充电策略28-29

    3.1.4 铅酸蓄电池的过充、过放保护电路的设计29-30

    3.2 DC/DC变换电路的浅析与设计30-33

    3.2.1 Buck变换器的拓扑结构及工作原理30-31

    3.2.2 Boost变换器的拓扑结构及工作原理31

    3.2.3 Buck-Boost变换器的拓扑结构及工作原理31-32

    3.2.4 Cuk变换器的结构及原理浅析32-33

    3.3 光伏阵列最大功率点跟踪策略的比较33-37

    3.3.1 光伏电池的输出功率特性33-34

    3.3.2 常用最大功率点跟踪策略的探讨34-37

    3.4 具有MPPT功能DC/DC制约器的实现37-39

    第四章 逆变电路的浅析与设计39-52

    4.1 逆变技术的分类39

    4.2 逆变技术的原理39-43

    4.2.1 推挽逆变电路40-41

    4.2.2 半桥逆变电路41-42

    4.2.3 全桥逆变电路42-43

    4.3 光伏发电系统中逆变电路的结构浅析43

    4.4 逆变主电路设计43-44

    4.5 制约电路的设计44-45

    4.6 开关电源电路的设计45-47

    4.7 MOS管驱动电路47-48

    4.8 采样保护电路设计48-50

    4.9 闭环调节电路(PI制约)50-51

    4.10 显示电路51-52

    第五章 系统软件设计52-58

    5.1 MPLAB IDE介绍52

    5.2 主程序流程图52-53

    5.3 A/D转换子程序53-56

    5.4 PWM调节子程序56-58

    第六章 系统调试与实验结果58-62

    6.1 单个MOS管的驱动波形58

    6.2 对角两个MOS管的驱动波形58-59

    6.3 同一桥臂上两个MOS管的驱动波形59

    6.4 同一桥臂上两个MOS管的死区时间波形59-60

    6.5 闭环反馈电压波形60-61

    6.6 系统总体调试61-62

    第七章 结论与展望62-63

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