追日式光伏智能充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及物模研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-30 11:41
當(dāng)前常規(guī)能源短缺及環(huán)境污染等問(wèn)題亟待解決,人們重新審視煤炭發(fā)電及燃油汽車(chē)帶來(lái)的弊端,更加清晰地認(rèn)識(shí)到可再生能源及電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要性。電動(dòng)汽車(chē)與新能源發(fā)電技術(shù)的融合,現(xiàn)已成為一大研究熱點(diǎn)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電在現(xiàn)今可再生清潔能源的開(kāi)發(fā)中最具優(yōu)勢(shì),但由于光伏電池輸出具有不穩(wěn)定性,以及光伏陣列傳統(tǒng)固定安裝方式能量接收效率低等因素制約著光伏技術(shù)的推廣。因此,光伏發(fā)電技術(shù)優(yōu)化及高效充電設(shè)施的研究不容忽視。本課題首先在太陽(yáng)追蹤技術(shù)、最大功率點(diǎn)跟蹤控制、蓄電池快速充電及逆交變技術(shù)的研究基礎(chǔ)之上,確定相關(guān)控制策略的選擇:為保障系統(tǒng)高效運(yùn)行,設(shè)計(jì)采用分段式快速充電法;在光伏發(fā)電富余時(shí),基于雙閉環(huán)逆變控制策略將余電并入電網(wǎng),合理調(diào)度系統(tǒng)能量。然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì),進(jìn)而制作光電跟蹤式追日模型。其次,針對(duì)光伏發(fā)電輸出不穩(wěn)定性問(wèn)題,借助Matlab/Simulink平臺(tái)設(shè)計(jì)基于Cuk電路的模糊控制系統(tǒng),與目前常用擾動(dòng)觀察法進(jìn)行仿真對(duì)比,模糊控制表現(xiàn)出良好的跟蹤控制效果及穩(wěn)態(tài)特性;為提高追日系統(tǒng)跟蹤精度,在Simulink中建立傳統(tǒng)PID及模糊PID控制追蹤模型,本文所設(shè)計(jì)模糊PID控制具有更優(yōu)的抗干擾性和響應(yīng)速度...
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外光伏充電系統(tǒng)研究概況
1.2.1 國(guó)外光伏充電系統(tǒng)研究概況
1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏充電系統(tǒng)研究概況
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)理論
2.1 光伏電池及其特性
2.1.1 光伏電池工作原理
2.1.2 光伏電池輸出特性
2.2 光伏發(fā)電技術(shù)研究
2.2.1 最大功率點(diǎn)跟蹤控制
2.2.2 太陽(yáng)自動(dòng)追蹤技術(shù)
2.3 蓄電池與快充機(jī)理
2.3.1 蓄電池的選擇
2.3.2 快速充電機(jī)理
2.4 智能逆變技術(shù)
2.4.1 逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.4.2 SPWM控制技術(shù)
2.5 本章小結(jié)
第3章 智能充電系統(tǒng)控制策略研究
3.1 最大功率跟蹤控制策略
3.1.1 恒定電壓法
3.1.2 電導(dǎo)增量法
3.1.3 擾動(dòng)觀測(cè)法
3.1.4 模糊控制法
3.2 自動(dòng)追蹤太陽(yáng)控制策略
3.2.1 視日運(yùn)行軌跡跟蹤
3.2.2 光電跟蹤
3.2.3 視日軌跡與光電跟蹤結(jié)合
3.3 蓄電池快速充電策略
3.3.1 傳統(tǒng)充電方法
3.3.2 快速充電方法
3.3.3 停充控制策略
3.4 逆變控制策略
3.4.1 電流內(nèi)環(huán)控制
3.4.2 總控制策略
3.5 本章小結(jié)
第4章 追日式光伏智能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1.1 光伏電池選型
4.1.2 電機(jī)設(shè)計(jì)選擇
4.1.3 輪式充電樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.4 追日系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2 追日系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)
4.2.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.2 模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.3 中試系統(tǒng)智能控制模擬實(shí)現(xiàn)
4.3.1 MPPT實(shí)現(xiàn)形式
4.3.2 MPPT控制系統(tǒng)仿真
4.3.3 追日跟蹤控制系統(tǒng)仿真
4.4 中試設(shè)備系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.4.1 充電控制器
4.4.2 跟蹤控制器
4.4.3 時(shí)鐘電路
4.4.4 光電檢測(cè)
4.4.5 風(fēng)速保護(hù)
4.5 中試設(shè)備系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.5.1 整體流程圖
4.5.2 MPPT程序
4.5.3 追日系統(tǒng)程序
4.6 本章小結(jié)
第5章 測(cè)試實(shí)驗(yàn)及分析
5.1 測(cè)試方案
5.2 測(cè)試結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新型太陽(yáng)追蹤策略的研究[J]. 王驍,曹秒,安志勇,曹維國(guó). 太陽(yáng)能. 2016(09)
[2]移動(dòng)充電的未來(lái)[J]. 陳秀娟. 汽車(chē)觀察. 2016(07)
[3]基于SIMULINK仿真的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤[J]. 董麗娜,肖志剛,高立艾,索雪松. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]新能源光伏汽車(chē)充電站發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J]. 王盛強(qiáng),李婷婷. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(02)
[5]Cuk變換器在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)抗擾性?xún)?yōu)化中的應(yīng)用[J]. 曹磊,譚震宇,王晶. 電器與能效管理技術(shù). 2015(09)
[6]光伏系統(tǒng)MPPT的擾動(dòng)觀測(cè)法分析與改進(jìn)[J]. 杭鳳海,楊偉,朱文艷. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(09)
[7]基于坐標(biāo)變換的單相光伏并網(wǎng)控制策略的研究[J]. 臺(tái)流臣,王金梅,蘇婷. 電源技術(shù). 2014(02)
[8]基于PR控制的光伏并網(wǎng)電流優(yōu)化控制[J]. 孟建輝,石新春,付超,王毅,李鵬,魏德冰. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2014(02)
[9]基于模糊控制的光伏電池MPPT仿真研究[J]. 蔡文皓,李云,馬晶,張曉. 電源技術(shù). 2013(12)
[10]基于視日運(yùn)動(dòng)軌跡的太陽(yáng)跟蹤裝置控制系統(tǒng)的研究[J]. 李樹(shù)珍,石磊,張亮,陳立東,李國(guó)昉,馬淑英,鄭立新. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化. 2012(05)
博士論文
[1]光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略研究[D]. 郭曉瑞.浙江大學(xué) 2014
[2]高性能鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備及研究[D]. 朱玉松.復(fù)旦大學(xué) 2013
[3]分布式風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制與最大功率跟蹤策略研究[D]. 劉立群.上海交通大學(xué) 2011
碩士論文
[1]光伏發(fā)電系統(tǒng)多功能逆變器控制策略研究[D]. 吳雅靜.河北工程大學(xué) 2017
[2]太陽(yáng)能電池板追光系統(tǒng)的研究[D]. 王陽(yáng).沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[3]太陽(yáng)能電池板雙軸追蹤控制系統(tǒng)的研究[D]. 王博林.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]太陽(yáng)能雙軸跟蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及其MPPT算法研究[D]. 徐勛慶.南昌大學(xué) 2016
[5]小型風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 黃敏敏.浙江大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車(chē)鋰離子動(dòng)力電池快速充電技術(shù)研究[D]. 丁修乘.廣西科技大學(xué) 2015
[7]單相光伏逆變器功率控制策略的研究[D]. 胡月.華中科技大學(xué) 2015
[8]分布式光伏電站充電樁設(shè)計(jì)[D]. 劉統(tǒng)凱.齊齊哈爾大學(xué) 2015
[9]單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制方法的研究[D]. 翟瑞淼.遼寧工業(yè)大學(xué) 2015
[10]光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤及MPPT控制的研究[D]. 林坤.電子科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3008836
【文章來(lái)源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外光伏充電系統(tǒng)研究概況
1.2.1 國(guó)外光伏充電系統(tǒng)研究概況
1.2.2 國(guó)內(nèi)光伏充電系統(tǒng)研究概況
1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 充電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)理論
2.1 光伏電池及其特性
2.1.1 光伏電池工作原理
2.1.2 光伏電池輸出特性
2.2 光伏發(fā)電技術(shù)研究
2.2.1 最大功率點(diǎn)跟蹤控制
2.2.2 太陽(yáng)自動(dòng)追蹤技術(shù)
2.3 蓄電池與快充機(jī)理
2.3.1 蓄電池的選擇
2.3.2 快速充電機(jī)理
2.4 智能逆變技術(shù)
2.4.1 逆變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.4.2 SPWM控制技術(shù)
2.5 本章小結(jié)
第3章 智能充電系統(tǒng)控制策略研究
3.1 最大功率跟蹤控制策略
3.1.1 恒定電壓法
3.1.2 電導(dǎo)增量法
3.1.3 擾動(dòng)觀測(cè)法
3.1.4 模糊控制法
3.2 自動(dòng)追蹤太陽(yáng)控制策略
3.2.1 視日運(yùn)行軌跡跟蹤
3.2.2 光電跟蹤
3.2.3 視日軌跡與光電跟蹤結(jié)合
3.3 蓄電池快速充電策略
3.3.1 傳統(tǒng)充電方法
3.3.2 快速充電方法
3.3.3 停充控制策略
3.4 逆變控制策略
3.4.1 電流內(nèi)環(huán)控制
3.4.2 總控制策略
3.5 本章小結(jié)
第4章 追日式光伏智能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
4.1.1 光伏電池選型
4.1.2 電機(jī)設(shè)計(jì)選擇
4.1.3 輪式充電樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.4 追日系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.2 追日系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)
4.2.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.2 模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.3 中試系統(tǒng)智能控制模擬實(shí)現(xiàn)
4.3.1 MPPT實(shí)現(xiàn)形式
4.3.2 MPPT控制系統(tǒng)仿真
4.3.3 追日跟蹤控制系統(tǒng)仿真
4.4 中試設(shè)備系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.4.1 充電控制器
4.4.2 跟蹤控制器
4.4.3 時(shí)鐘電路
4.4.4 光電檢測(cè)
4.4.5 風(fēng)速保護(hù)
4.5 中試設(shè)備系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.5.1 整體流程圖
4.5.2 MPPT程序
4.5.3 追日系統(tǒng)程序
4.6 本章小結(jié)
第5章 測(cè)試實(shí)驗(yàn)及分析
5.1 測(cè)試方案
5.2 測(cè)試結(jié)果及分析
5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種新型太陽(yáng)追蹤策略的研究[J]. 王驍,曹秒,安志勇,曹維國(guó). 太陽(yáng)能. 2016(09)
[2]移動(dòng)充電的未來(lái)[J]. 陳秀娟. 汽車(chē)觀察. 2016(07)
[3]基于SIMULINK仿真的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤[J]. 董麗娜,肖志剛,高立艾,索雪松. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]新能源光伏汽車(chē)充電站發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J]. 王盛強(qiáng),李婷婷. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(02)
[5]Cuk變換器在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)抗擾性?xún)?yōu)化中的應(yīng)用[J]. 曹磊,譚震宇,王晶. 電器與能效管理技術(shù). 2015(09)
[6]光伏系統(tǒng)MPPT的擾動(dòng)觀測(cè)法分析與改進(jìn)[J]. 杭鳳海,楊偉,朱文艷. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2014(09)
[7]基于坐標(biāo)變換的單相光伏并網(wǎng)控制策略的研究[J]. 臺(tái)流臣,王金梅,蘇婷. 電源技術(shù). 2014(02)
[8]基于PR控制的光伏并網(wǎng)電流優(yōu)化控制[J]. 孟建輝,石新春,付超,王毅,李鵬,魏德冰. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2014(02)
[9]基于模糊控制的光伏電池MPPT仿真研究[J]. 蔡文皓,李云,馬晶,張曉. 電源技術(shù). 2013(12)
[10]基于視日運(yùn)動(dòng)軌跡的太陽(yáng)跟蹤裝置控制系統(tǒng)的研究[J]. 李樹(shù)珍,石磊,張亮,陳立東,李國(guó)昉,馬淑英,鄭立新. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化. 2012(05)
博士論文
[1]光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)控制策略研究[D]. 郭曉瑞.浙江大學(xué) 2014
[2]高性能鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備及研究[D]. 朱玉松.復(fù)旦大學(xué) 2013
[3]分布式風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)控制與最大功率跟蹤策略研究[D]. 劉立群.上海交通大學(xué) 2011
碩士論文
[1]光伏發(fā)電系統(tǒng)多功能逆變器控制策略研究[D]. 吳雅靜.河北工程大學(xué) 2017
[2]太陽(yáng)能電池板追光系統(tǒng)的研究[D]. 王陽(yáng).沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2017
[3]太陽(yáng)能電池板雙軸追蹤控制系統(tǒng)的研究[D]. 王博林.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]太陽(yáng)能雙軸跟蹤系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及其MPPT算法研究[D]. 徐勛慶.南昌大學(xué) 2016
[5]小型風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 黃敏敏.浙江大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車(chē)鋰離子動(dòng)力電池快速充電技術(shù)研究[D]. 丁修乘.廣西科技大學(xué) 2015
[7]單相光伏逆變器功率控制策略的研究[D]. 胡月.華中科技大學(xué) 2015
[8]分布式光伏電站充電樁設(shè)計(jì)[D]. 劉統(tǒng)凱.齊齊哈爾大學(xué) 2015
[9]單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制方法的研究[D]. 翟瑞淼.遼寧工業(yè)大學(xué) 2015
[10]光伏發(fā)電自動(dòng)跟蹤及MPPT控制的研究[D]. 林坤.電子科技大學(xué) 2014
本文編號(hào):3008836
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