風光互補智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境惡化日益加劇，人們越來越關(guān)注環(huán)境保護和新能源技術(shù)的發(fā)展。風力發(fā)電和太陽能發(fā)電是所有可再生能源中最有前景的，它們具有零污染、低輻射、永不枯竭等諸多不可取代的優(yōu)點。近年來，世界各國都加大對風能和太陽能產(chǎn)業(yè)的投入。隨著成本的進一步降低，產(chǎn)業(yè)技術(shù)的升級以及政府財政與政策的支持，風光互補智能系統(tǒng)作為一種靈活、穩(wěn)定的能源供給系統(tǒng)，將是新能源利用研究與應(yīng)用的熱點。 風光互補發(fā)電是利用風能和太陽能的資源互補特性，將間歇性的風能

2、和太陽能通過有效的轉(zhuǎn)化、儲存、控制等手段，形成穩(wěn)定的電力輸出。風光互補智能系統(tǒng)是由控制系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)與配套設(shè)施組成的。發(fā)電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)獨立設(shè)計，是整合后系統(tǒng)穩(wěn)定性差的根本原因，也是目前該行業(yè)的技術(shù)壁壘。本文以實現(xiàn)具有智能控制和智能保護功能的風光互補系統(tǒng)為目標，在總結(jié)與分析已有工作的基礎(chǔ)上，著重于風光互補智能控制系統(tǒng)的研制和最大功率跟蹤策略兩個方面的研究，其主要工作與貢獻如下： 1)設(shè)計了一個模塊化的風光互補智能控制系

3、統(tǒng)。提出了一種模塊化的體系結(jié)構(gòu)，將整個系統(tǒng)分為發(fā)電控制模塊、蓄電池的充放電控制模塊、系統(tǒng)管理模塊。用戶根據(jù)應(yīng)用需求，可以選用模塊組件構(gòu)成實用系統(tǒng)，具有很好的擴展性。在硬件模塊化設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過設(shè)計一套智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了模塊間的兼容性；在軟件實現(xiàn)上，利用單片機編程實現(xiàn)多種功能來代替部分硬件電路，使得系統(tǒng)具有可修改，易于管理與升級，提高了的穩(wěn)定性與性價比。 2)通過對光伏系統(tǒng)的最大功率點跟蹤問題進行分析，提出了一種最大效率跟蹤策

4、略。根據(jù)負載的等效電阻不變，推出太陽能電池的功率與工作電壓的關(guān)系，基于該關(guān)系對傳統(tǒng)的擾動觀測法進行了改進，提出一種基于太陽能輸出電壓的最大功率點跟蹤算法。該算法結(jié)構(gòu)簡潔，計算量小，成本低，并具有適應(yīng)天氣變化較快場合的功能。 3)根據(jù)蓄電池的三段式充電要求，設(shè)計了一套具有智能控制和智能保護功能的充放電控制的電路。通過采用模塊化設(shè)計與智能管理，增強了風光互補智能系統(tǒng)的可擴展性與可靠性，有效地延長了蓄電池的使用壽命。 4)詳細