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基于EWB的风光互补发电系统控制器的设计与仿真

作　者: 尚尔鑫
导　师: 张凤阁
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 风光互补发电可再生能源发电模糊PID控制 EWB
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着全世界能源危机的愈演愈烈,持续走高的石油、煤炭价格以及愈演愈烈的环境问题,如温室效应,局部天气异常等。使得全世界的所有国家把发展新能源作为今后发展的重点,寻求清洁高效的可再生能源更是重中之重。本文的工作主要包括一下几个内容：本文首先介绍了一种风光互补发电系统的设计方法。简单的介绍了系统的原理与结构、系统中各个部分的组成及国内国外风光互补系统发展的特点及趋势。其次,研究了一种如何确保所设计系统的容量匹配的设计方法,并使用这种方法建立了风机、光伏电池、蓄电池的数学模型。根据模型使用VB与Matlab编写了风机、光伏电池、蓄电池的选择计算程序。确保所选择的风机、光伏电池、蓄电电池可以在所设计的使用地区为负载提供稳定可靠的能量来源。然后,在控制芯片上选择PICl6F877系列控制芯片,并使用EWB电路仿真软件设计系统的AD采样电路,蓄电池充放电控制电路,及系统的接口电路来辅助控制系统的硬件设计。最后,结合已建立的系统各部分的数学模型来设计实际系统,采用多种控制策略对比仿真的形式来研究PID控制,模糊PID控制在风光互补系统中的控制效果。仿真结果表明模糊PID能较好的适用于系统的控制,但相对的计算量的需求增加。为满足系统计算需加入了VB编写的上位机PID参数监控计算程序,使得控制器可独立运行,也可由上位机实时调整PID控制参数运行。有效的保证了系统的动态跟随性,提高了风光互补控制器的性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 课题的目的和意义  10-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 国内外可再生能源的技术的发展  12
    1.2.2 风/光互补发电系统的研究现状  12-15
  1.3 本文主要研究内容  15-17
第二章小型风光互补系统的组成  17-22
  2.1 小型风光互补系统的总体结构  17-18
  2.2 风光互补系统控制器  18
  2.3 小型风力发电机简介  18-19
  2.4 太阳能利用及太阳能电池板的特性  19-20
  2.5 储能装置简介  20-22
第三章风光互补系统的容量匹配方法研究  22-39
  3.1 风能与太阳能的基本资源量数据  22-24
  3.2 不同地域风光互补系统容量匹配研究  24-35
    3.2.1 风力发电机的选择  24-28
    3.2.2 太阳能电池板的选择  28-29
    3.2.3 储能元件的选择  29-30
    3.2.4 风光互补系统控制器的设计  30-35
  3.3 上位机监控程序的设计  35-39
第四章风光互补系统的控制策略研究与仿真  39-65
  4.1 使用多种仿真软件的目的  39-40
  4.2 风光互补系统的模型仿真  40-59
    4.2.1 风力发电机数学模型的研究  40-43
    4.2.2 太阳能电池板数学模型的研究  43-46
    4.2.3 蓄电池模型数学模型的研究  46-51
    4.2.4 控制器的控制策略研究  51-59
  4.3 风光互补系统的电路仿真结果  59-65
    4.3.1 检测电路的仿真  60-61
    4.3.2 人机交互部分的仿真  61
    4.3.3 驱动电路的仿真  61-63
    4.3.4 控制器电路实验结果  63-65
第五章结论  65-66
参考文献  66-68
在学研究成果  68-69
致谢  69

基于EWB的风光互补发电系统控制器的设计与仿真

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