离网型风力发电智能充放电控制器的设计

摘要

对于离网型风力发电系统,由于风能和负载的随机性和不确定性,给储能装置蓄电池的稳定充放电带来了困难。研究简单、高效、可靠、使用方便的充放电控制器以及推广与应用具有重要的现实意义。本文旨在研究在小型风力发电系统中,以PIC16F877A单片机为核心控制芯片,完成对蓄电池的智能充放电控制器的设计。本文说明了课题研究的背景、目的和意义,综述了世界风力发展及我国风力发展概况;详细介绍了离网型风力发电系统中各部分的功能及特性,包括发电机的技术条件、Buck电路的器件选取及建模与仿真、蓄电池常用的充电的基本方法及充放电控制理论、逆变电路的仿真。对于蓄电池充放电控制器的设计,本文选择了Microchip公司生产的PIC16F877A单片机为控制器的核心控制芯片。给出了控制器正常运行所需要的主程序和各子程序流程图以及源程序、PCB电路板的原理图,并完成了PCB电路板的制作。在程序的支持下,控制器能稳定、可靠的运行。这一研究,有效解决了小型风力发电系统中蓄电池智能充放电存在的困难,对实际运用具有一定的参考价值。

目录

摘要

Abstract

第一章 引言

1.1 课题的目的和意义

1.1.1 风力发电的优点

1.1.2 离网型风力发电系统特点

1.1.3 课题的目的和意义

1.2 风力发电概况

1.2.1 世界风力发电现状及展望

1.2.2 我国风力发电的基本情况

1.3 风力发电技术的发展

1.3.1 风力发电的运行方式

1.3.2 电力电子技术

1.3.3 储能技术

1.3.4 控制技术

1.4 本文的主要研究内容

第二章 离网型风力发电系统原理

2.1 系统整体结构

2.1.1 风力机形式及其性能指标

2.1.2 发电机的额定参数及分类

2.1.3 蓄电池及其充放电原理

2.1.4 控制器

2.2 电力变换模式

2.2.1 整流器

2.2.2 Buck 变换器

2.2.3 逆变器

第三章 离网型风力发电系统主电路的设计与仿真

3.1 系统主电路的设计

3.1.1 主要部件的选择

3.1.2 Buck 电路的设计

3.2 电感的设计方法及参数计算

3.2.1 电感的设计方法

3.2.2 电感的参数计算

3.3 Buck 电路的建模与仿真

3.3.1 Buck 电路小信号交流模型的建立

3.3.2 仿真模型及结果

3.4 逆变电路仿真

3.4.1 仿真模型

3.4.2 仿真结果

第四章 控制器的软硬件实现

4.1 控制器芯片

4.2 硬件电路设计

4.3 软件设计

第五章 结论

参考文献

致谢

作者简介

附录

控制器电路原理图