风光互补发电能量转换系统研究

摘要

在新能源中，风能与太阳能的开发利用日趋受到各国的普遍重视，已经成为新能源领域中开发利用水平最高，应用最广泛，最具商业化发展条件的新型能源。然而传统的独立风力发电系统和太阳能发电系统都存在能量不稳定的缺点。鉴于此，风光互补发电系统早在1981年就被提出，这里把风光互补发电系统界定为风能和太阳能在能量上的相互补充。 首先，在深入分析风光互补发电系统的运行机制的基础上，对能量转换系统中蓄电池充电器及逆变器进行重点研究。其次，为了更高效的利用风能和太阳能，还设计了具有最大功率点跟踪(MPPT)功能的蓄电池充电器。并在MPFT跟踪方法上，对原有方法进行了改进，给出了一种改进型的最大功率点跟踪方法。接着，为了提高功率开关管的开关频率，减小整个系统的体积和功率损耗，本文还将软开关技术应用到蓄电池充电器上，设计了一种基于零电流脉宽调制(ZCS-PWM)技术的充电器。在充电控制策略上，为了兼顾最大功率点跟踪，采用了变电流充电技术使设计更趋合理。在逆变器环节，采用正弦波脉宽调制(SPWM)技术设计一种全数字化逆变器。整个系统采用TI公司的TMS320LF2407DSP为主控芯片，利用其强大的实时处理能力和内部集成模块使能量转换系统的功能进行了合并。最后，以1KW能量转换系统为例，对蓄电池充电器及逆变器进行了硬件电路设计，并给出了相应的软件设计流程，并进行了仿真，结果表明，该设计方案能够满足要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状综述

1.3论文研究思路及主要内容

2风光互补发电系统介绍

2.1风光互补发电系统结构

2.2系统主要部件

3带MPPT的蓄电池充电器设计

3.1最大功率点跟踪技术(Maximum Power Point Tracing-MPPT)

3.2 铅酸蓄电池充电控制策略

3.3铅酸蓄电池充电器硬件电路设计

4逆变器设计

4.1.逆变器硬件主电路设计

4.2交流采样电路设计

4.3逆变器PWM信号的产生机制

5系统软件设计

5.1 芯片及开发环境

5.2程序设计思想

5.3蓄电池充电器程序模块

5.4逆变器控制模块

6仿真结果

6.1仿真电路及参数设计

6.2仿真波形分析

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢