海用風(fēng)光互補(bǔ)智能控制器的研制.pdf

1、當(dāng)今世界傳統(tǒng)能源不足已成為共識(shí),而且傳統(tǒng)能源在海洋環(huán)境下的供給尤為困難,難以保障持續(xù)供給,那么開發(fā)自給自足綠色環(huán)保的新能源成為時(shí)代不得不面對(duì)的課題。在諸多可再生能源中風(fēng)能與太陽(yáng)能是應(yīng)用最廣,歷史悠久且發(fā)展前景最為樂觀的兩種能源。由于電能是目前最為主要的能源消耗方式,所以太陽(yáng)能發(fā)電以及風(fēng)能發(fā)電成為目前的研究熱點(diǎn),它包含高效發(fā)電,電能存儲(chǔ),穩(wěn)定性研究等方面。本文講述的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)綜合考慮了兩種能源間歇性與時(shí)間上互補(bǔ)性特點(diǎn),提取它們的互補(bǔ)

2、性結(jié)合高效的能量轉(zhuǎn)換,存貯以及必要的控制手段產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)的電能輸出。
　　風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要由:發(fā)電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)與負(fù)載控制系統(tǒng)四個(gè)部分組成。其中發(fā)電系統(tǒng)由光伏電池與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成,各大廠商技術(shù)業(yè)已成熟并形成規(guī)模。儲(chǔ)能系統(tǒng)多采用蓄電池進(jìn)行電力存儲(chǔ),屬于電化學(xué)的范疇。負(fù)載控制系統(tǒng)可以歸并到控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)是整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的控制中心,關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、轉(zhuǎn)換效率以及負(fù)載控制。控制系統(tǒng)的差異影響到整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的性能。

3、本文重點(diǎn)研究設(shè)計(jì)一套高性能的智能控制系統(tǒng)。
　　本文主要從如下幾個(gè)部分進(jìn)行闡述:
　　1.介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的時(shí)代背景和現(xiàn)實(shí)意義,概括其歷史發(fā)展,總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外風(fēng)光發(fā)電技術(shù)的研究現(xiàn)狀,并探討今后的發(fā)展趨勢(shì)。
　　2.從系統(tǒng)層面上對(duì)風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的四個(gè)部分進(jìn)行工作原理剖析。并在此基礎(chǔ)上提出控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路,通過(guò)模塊化的設(shè)計(jì)分析并降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度。分析選擇了針對(duì)風(fēng)能與太陽(yáng)能支路的電力轉(zhuǎn)換拓?fù)??？紤]到蓄電池特性,選擇合適充電

4、控制策略。對(duì)比分析常見的MPPT算法,提出一種改進(jìn)型的MPPT算法。
　　3.在提出的模塊化設(shè)計(jì)思路的指導(dǎo)下,系統(tǒng)分為太陽(yáng)能充電部分,風(fēng)能充電部分,負(fù)載控制部分以及以 STM32F107為核心的控制部分進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)。結(jié)合本文提出的控制策略,進(jìn)行下位機(jī)嵌入式控制軟件設(shè)計(jì),并著重對(duì)MPPT最大功率跟蹤算法進(jìn)行闡述。同時(shí)為方便管理,采用C＃語(yǔ)言在VS2008平臺(tái)編寫了基于ZedGraph圖表控件的上位機(jī)管理軟件。最后采用MATLAB