小型太陽(yáng)能發(fā)電站畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】石油剩余可采年限僅有41年,其年占世界能源總消耗量的%;天然氣剩余可采年。傳統(tǒng)的燃料能源正在一天天減少,能源問(wèn)題已經(jīng)成為不容忽視的全球性問(wèn)題。源,已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。很快人們就把目光聚焦在了身邊的可再生能源,風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)帷⑸镔|(zhì)發(fā)電??這些新能源都成為替代傳統(tǒng)一次性能源的新目標(biāo)。先納入人們視野的最佳選擇。太陽(yáng)能每秒鐘到達(dá)地面的能量高達(dá)80萬(wàn)千瓦,如果把地球。目前世界上能耗的40倍左右。發(fā)達(dá)國(guó)家引起了極大的重視,各國(guó)政府從環(huán)境保護(hù)和能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的角度出發(fā),

　　

【正文】 產(chǎn)生的 3． 2768MHz 脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)分頻器 CD4060 進(jìn)行 14 分頻后得到 200Hz的脈沖信號(hào)，然后再經(jīng)過(guò)兩個(gè) D觸發(fā)器 CD4013進(jìn)行分頻后得到 50Hz的方波信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)推挽結(jié)構(gòu)后得到標(biāo)準(zhǔn) 50Hz 方波，此方波在送到正弦波發(fā)生電路即可得到基準(zhǔn) 50Hz 的正弦波。 CD4060 是 14 位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器／分頻器，其有三個(gè)特點(diǎn)： 內(nèi)置振 蕩器； 全靜態(tài)操作； 有 14 級(jí)計(jì)數(shù)器，但只有 10 個(gè)輸出端。其內(nèi)部框 圖如圖 所示。 圖 CD4060內(nèi)部框圖 它由兩部分組成一部分是 14 級(jí)分頻器，由 Q4— Q14。 (缺少 Q14)輸出二進(jìn)制分大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 36頁(yè) 頻信號(hào)；另一部分是振蕩器，由內(nèi)含兩個(gè)串接的反相器和外接電阻電容構(gòu)成，因此該集成電路可以直接實(shí)現(xiàn)振蕩和分頻的功能。 圖 圖 全橋式逆變器電路原理框圖 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 37頁(yè) 圖 SPWM 產(chǎn)生電路 根據(jù) PWM原理，全橋式逆變器的控制方式義可分為單極性 PWM控制方式和雙極性 PWM控制方式兩種，本設(shè)計(jì)采用單極性 PWM控制方式。 其全橋逆變器結(jié)構(gòu)如圖 ，采用單級(jí)性 PWM控制方式時(shí)，四個(gè)開關(guān)元件組成兩個(gè)橋臂，分別為 (TA+、 TA)稱為 A臂，和 (TB+、 TB)稱為 B臂。 A橋臂的控制信號(hào)由基準(zhǔn)正弦波 Vtrol與三角波 (Vtri)比較產(chǎn)生， B橋臂的控制信號(hào)由和基準(zhǔn)正弦波 Vtrol相位相反的正弦波 Vtrol與三角波 (Vtri)比較產(chǎn)生，兩組信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生。 根據(jù)以上控制原理可得到： 蓄電池＋－負(fù)載波形產(chǎn)生電路驅(qū)動(dòng)電路2 2 0V5 0 HZT1T2B1T3T4大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 38頁(yè) 圖 單極性 PWM控制方式 A臂 ： Vtrol Vtri ： TA+處于 ON狀態(tài)，并且 VAN=Vd Vtrol Vtri ： TA處于 ON狀態(tài)，并且 VAN=0 B臂： Vtrol Vtri ： TB+處于 ON狀態(tài)，并且 VBN=Vd Vtrol Vtri ： TB處于 ON狀態(tài)，并且 VBN=0 根據(jù)四個(gè)開關(guān)管的 ON及 OFF 狀態(tài)，有四種輸出電壓的組合： 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 39頁(yè) 1. TA+,TB處于 ON狀態(tài)： VAN=Vd,VNB=0。V0=Vd 2. TA,TB+處于 ON狀態(tài)： VAN=0,VNB= Vd。V0=Vd 3. TA+,TB+處于 ON狀態(tài)： VAN=Vd,VNB= Vd。V0=0 4. TA+,TB處于 ON狀態(tài)： VAN=0,VNB=0。V0=0 由于輸出電壓在 0及 + Vd或 O及一 Vd間切換，因此我們稱這種控制方式為單極性 PWM控制方式。 由以上說(shuō)明可知，其工作原理首先由三角波產(chǎn)生電路產(chǎn)生一個(gè)高頻三角波，將此三角波反向之后分別與調(diào)制信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生 SPWM控制信號(hào)。考慮到開關(guān)元件的非理想因素，即元件的導(dǎo)通與截止過(guò)程均需要一定的時(shí)間．因此同一臂上的兩個(gè)開關(guān)切換時(shí)必須錯(cuò)開一小段時(shí)間，以避免兩個(gè)開關(guān)同時(shí)在非完全導(dǎo)通或截止?fàn)顟B(tài)下發(fā)生短路的情況。本文采用 IXDP630來(lái)產(chǎn)生此段時(shí)間，這樣就會(huì)使每一開關(guān)由 OFF狀態(tài)至 ON狀態(tài)之間需要一段時(shí)間缸。 一般來(lái)說(shuō)這段時(shí)間的大小必須配合開關(guān)的切換速度，我們只需調(diào)整 IXDPP630的外部 RC值，就能調(diào)整這段時(shí)間的大小 。 SPWM 產(chǎn)生方塊圖如圖 圖 SPWM 產(chǎn)生方塊圖 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 40頁(yè) 閉環(huán)控制電路 在逆變器的控制上，通常的手段是電壓 /電流的雙環(huán)控制策略。采用電壓瞬時(shí)值反饋控制，在一個(gè)周期內(nèi)采樣一次輸出電壓，與輸入基準(zhǔn)進(jìn)行比較，誤差用以調(diào)節(jié)開關(guān)管的輸入脈沖波形，而開關(guān)周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于逆變器的輸出周期，所以占空比在一個(gè)周期內(nèi)就會(huì)發(fā)生變化，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能可以得到很大的提高。在系統(tǒng)的前向通道上增加 PI補(bǔ)償器，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但前向通道的增益不能取的過(guò)大，否則系統(tǒng)容易不穩(wěn)定；而前向通道的增益如果取得過(guò)小又導(dǎo)致系統(tǒng)的帶寬很窄，對(duì)系統(tǒng)的快速性產(chǎn)生影響。由自動(dòng)控制理論可知，系統(tǒng)中加入微分環(huán)節(jié)可以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。而逆變器中的電感電流包含了輸出電壓的微分成分，因此控制系統(tǒng)中引入電感電流，可以保證系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 (1)電流環(huán) 電流環(huán)的設(shè)計(jì)目的是保證電流閉環(huán)具有較好的穩(wěn)定性，同時(shí)具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和抗噪聲干擾能力。電流內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 電流環(huán)框圖 由系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻特性曲線，可以看出，校正前開環(huán)系統(tǒng)的相頻特性小于900，所以它恒有大于 900的相位寬度，此時(shí)系統(tǒng)對(duì)于任何開環(huán)增益都是 穩(wěn)定的 因此，為了使電流閉環(huán)以后的系統(tǒng)不增加階次，不增加相角滯后，通常電流環(huán)的補(bǔ)償器設(shè)計(jì)比電壓外環(huán)簡(jiǎn)單，只需要取一個(gè)簡(jiǎn)單的比例調(diào)節(jié)器硒。通過(guò)調(diào)節(jié)電流環(huán)調(diào)節(jié)器系數(shù)比例飚，得到在系數(shù)飚取不同值時(shí)的幅相頻特性曲線如圖所示。由圖可見，通過(guò)調(diào)節(jié)系數(shù)瞄可以擴(kuò)大系統(tǒng)的帶寬，但對(duì)系統(tǒng)的抗干擾能力產(chǎn)生影響，大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 41頁(yè) 選擇比例系數(shù)要適當(dāng)綜合兩種因素。 (2)電壓外環(huán) 電壓外環(huán)主要是調(diào)節(jié)輸出電壓跟蹤參考波形。 由系統(tǒng)的幅相頻特性曲線可知，系統(tǒng)的開環(huán)增益很小，輸出的穩(wěn)態(tài)誤差很大，因此應(yīng)增加適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償環(huán)節(jié)。通常采用串聯(lián) PI調(diào)節(jié)器的方法，即利用 PI調(diào)節(jié)器來(lái)提高穩(wěn)態(tài)精度。 校正后的電壓閉環(huán)結(jié)構(gòu)如圖 圖 電壓環(huán)框圖 (3)電壓電流雙閉環(huán)控制 通過(guò)上述分析，電壓電流雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)框圖如圖 。其中 Kif是電流反饋系數(shù)， Kvf是電壓反饋系數(shù)。為改善控制的效果，也可以將電流環(huán)調(diào)節(jié)器部分換成比例．積分控制器 PI，通過(guò)增加一個(gè)積分環(huán)節(jié)來(lái)增加輸出波形的控制精度。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 42頁(yè) 圖 電壓電流雙閉環(huán)框圖 電流內(nèi)環(huán)對(duì)輸出濾波電感電流進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使之接近電流給定信號(hào)，從而提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；電壓外環(huán)將基準(zhǔn)正弦波與逆變器輸出反饋電壓相比較產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)比例積分運(yùn)算后作為電流內(nèi)環(huán)的給定，從而達(dá)到穩(wěn)壓的日的，使系統(tǒng)具有優(yōu)良的電器性能。 本文所用雙閉環(huán)控制框圖如圖 ： 圖 電壓電流雙閉環(huán)原理圖 電壓電流反饋電路圖： 圖 電壓電流雙閉環(huán)電路圖 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 43頁(yè) PI 調(diào)節(jié)器電路圖： 圖 PI調(diào)節(jié)器 實(shí)際中常在 R2C兩端并聯(lián)一個(gè)數(shù)值較大的電阻 R0，如圖所示，因?yàn)樵陟o態(tài)時(shí)，積分電容 C相當(dāng)于開路，若不存在 RO，則輸出就不再反饋，放大器就開環(huán)運(yùn)行，由于開環(huán)放大倍數(shù)一般極大，故容易引起自激振蕩。接入 R0后引入一定的反饋 (直流負(fù)反饋 )使靜態(tài)放大倍數(shù)有所降低，這樣調(diào)節(jié)器不容易振蕩，收到穩(wěn)定和便于調(diào)試的效果。另一方面，當(dāng)逆變電源起動(dòng)或停止時(shí)，對(duì)應(yīng)于調(diào)節(jié)器輸入信號(hào)出現(xiàn)很大偏差，如不加 R0， PI調(diào)節(jié)器會(huì)因偏差過(guò)大而積分飽和，從而使系統(tǒng)振蕩，引入 R0后，剛開始瞬間，電容 C上的電荷不能突變， C相當(dāng)于短路，反饋回路可看成僅由 R0組成的負(fù)反饋，此時(shí)系統(tǒng)的放大倍數(shù)降低很多，因此系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)得以改善，當(dāng)偏差減小 后，反饋減弱，放大倍數(shù)回升，又保證了靜態(tài)時(shí)的精度。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 44頁(yè) 結(jié) 論 由于可持續(xù)發(fā)展的要求及對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，光伏系統(tǒng)應(yīng)用迅速發(fā)展，人們對(duì)光伏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與研究正在逐步加深。本文通過(guò)研究光伏電池的特性， 通過(guò)選擇合適最大功率跟蹤方發(fā)進(jìn)而選擇了光伏電池的充電方法。 在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，逆變器扮演著重要的角色。本文分析并設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能逆變電源，電路主要采用了單相全橋逆變 電路，不對(duì)其電路進(jìn)行了理論分析。 太陽(yáng)能電站對(duì)于我國(guó)西部太陽(yáng)能資源豐富，而且電網(wǎng)又難以到達(dá)的貧困偏遠(yuǎn)地區(qū)，有很強(qiáng)的適用性，這將使光伏系統(tǒng)的應(yīng)用前景更加廣闊 。 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 45頁(yè) 致 謝 短短的四年大學(xué)生活，給我提供了一個(gè)寶貴的完善自我的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。在大學(xué)里學(xué)到的知識(shí)和能力將使我受益終身。衷心感謝 學(xué)校對(duì) 我 的培養(yǎng)。 在 本科生 學(xué)習(xí) 階段 和本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先誠(chéng)摯的感謝我的 指導(dǎo)教師章麗紅 ， 在學(xué)習(xí)階段和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段章老師給了我很多幫助。在章老師 悉心指導(dǎo)下 ，我的 畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的完成 。章 老師以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)之道、積極樂(lè)觀的生活態(tài)度，為我樹立了學(xué)習(xí)的典范，他的教誨與鞭策將激勵(lì)我在以后的 學(xué)習(xí) 道路上開拓創(chuàng)新。 由衷 的感謝我的父母和其他親朋好友對(duì)我的支持、理解和關(guān)心，他們永遠(yuǎn)是我最強(qiáng)的后盾。 最后，向評(píng)閱本論文的各位 老師 致以誠(chéng)摯的謝意 ! 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 46頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1], . Development of a photovoltaic array model for use in powerelectronics simulation studies[J]. IEE Proceedings: Electric Power Applications, 1999,146(2):193200. [2], , etc. Modeling and Simulation of Maximum Power Point Tracker for Photovoltaic System[J]. National Power amp。 Energy Conference: PECon 2020, Proceedings， 2020:8893. [3]蘇建徽 . 硅太陽(yáng)電池工程用數(shù)學(xué)模型仁 [J]. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)， 200l，22(4):409412. [4]白連平 ,白實(shí) . 光伏發(fā)電最大功率跟蹤控制器的設(shè)計(jì) [J]. 電氣技術(shù) ， 2020,(8):104106. [5]楊帆 ,彭宏偉 ,胡為兵 等 . 太陽(yáng)能電池最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)探討 [J]. 電子器件， 2020,31(4)： 10811084. [13]胡恒生 ,王慧 ,趙徐成 等 . 蓄電池充電方法的分析和探討 [J]. 電源技術(shù)應(yīng)用， 2020,12(8)： 14. [14]王恩 ,楊海柱 ,陳廣華 . 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池充電方法探究 [J]. 測(cè)試測(cè)量技術(shù) ， 2020,(6):2123. 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 47頁(yè) [15]石洪巖 . 蓄電池充電方法的研究 [J]. 科技風(fēng) ， 2020,(4):242243. [16]沈輝，曾祖勤．太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020， 179． 187． [17]趙爭(zhēng)鳴，劉建政，孫曉瑛，等．太陽(yáng)能光伏發(fā)電及其應(yīng)用．北京：科學(xué)出版社， 2020， 1— 8． [18]崔容強(qiáng)，趙春江，吳達(dá)成．并網(wǎng)型太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)．北京：化學(xué)工業(yè)版社， 2020， 14． [19]中國(guó)光伏第二博客． hRp： //i． ca． yahoo． /michaelqia00222/blog/． 2020． [20]中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)．可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃．北京國(guó)務(wù)院新聞辦公室， 2020， 26． 27． [21]張為民．小體積光伏戶用正弦逆變電源的研究．碩士學(xué)位論文．合肥工業(yè)大學(xué)， 1． 6． 2020．