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华北电力大学相关论文范本,与小型风光互补发电系统设计相关毕业论文
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现代科技采用风能――太阳能互补发电系统（简称为“风光互补”）,不仅可以保证一年四季均衡供电,而且对蓄电池也做到较为均衡地充放电,使用寿命延长；同时由于自然资源得到更充分的利用,降低了小型户用发电系统的发电成本,获得较好的经济效益.
一、设计原则
风光互补发电系统的设计既是一个理论问题,又是一个工程实践问题,它包括电能的产生、储存、变换及控制,涉及到电源技术、自动控制、单片机、机械等多个学科领域,还要考虑系统安装地区的自然能资源状况.
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二、系统结构
风光互补发电的协调工作及与负载匹配的问题,历来是设计的一个重点.本文就针对这两个问题设计了一套风光互补发电系统,并详细阐述了对该系统的控制策略.其结构图如下：
图4-1风光互补发电系统结构图
说明
这套风光互补发电系统实际上是前面介绍的光伏发电系统和风力发电系统一个有机的结合,并在它们基础上实现了联合控制,跟踪负载的功率变化.
两套系统的在经过DC/DC整流后并联在一起,共同向负载和蓄电池提供能量,它们的功率调节和电压调节都是相对独立的,所以不会因为某一套系统有故障或某一种自然能长期短缺而影响系统的正常工作,而且由于DC/DC斩波器具有防反向逆流的功能,所以也不必担心电流的逆流损坏发电设备.
本系统蓄电池组端电压为24v,采用恒压,浮充二阶段充电方式,恒压充电时充电电压为30v,当蓄电池充满时改为27v浮充,以保护蓄电池不过冲.防止蓄电池过放状态检测设备是系统的蓄电池过放保护装置,当蓄电池的电压低于它的放电电压底限时,它的输出为低电平,J4接收到低电平会自动断开.
功率输出状态检测设备会不断检测蓄电池的电流,放电时电流为正方向,充电时为负方向.当电流为正时,即蓄电池在放电时,第一路输出为高电平.当电流为负时,即蓄电池在充电,第一路输出为低电平,状态检测设备同时会判断充电电流是否达到蓄电池充满时的电流值,未达到时第二路输出高电平,达到时第二路输出为第电平.
J1：接受到高电平时,说明蓄电池在放电,说明系统所发的电不能满足负载需求,则接通左边让系统处于最大功率输出状态.接受到低电平时,说明蓄电池在充电,说明系统所发的电能够满足负载需求,则接通右边让系统处的功率输出状态以满足负载为主.
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J2：由功率输出状态检测设备的第一路输出和I1REF通过一个或门联合控制,接收到低电平接通右边,接收到高电平时接通左边.
J3：接受到高电平时,蓄电池处于恒压充电状态下,接通30v；接受到低电平时,蓄电池处于浮充电状态下,接通27v.
I：风光互补发电系统输出的供给负载和蓄电池的总电流.
I2：光伏发电系统的输出电流.
三、控制方法
本系统的控制思想是让光伏系统尽可能多的输出功率,不足的部分由风力发电系统补充.系统发出的功率对负载而言无非两种情况：可以满足负载,不能满足负载.下面就这两种情况下的控制策略分别讨论.
(一)系统输出功率不能满足负载
当蓄电池放电时说明风光互补发电系统的输出功率不能满足负载需求.此时功率输出状态检测设备第一路输出为高电平,J1、J2接收到高电平,两个开关都接通左边,即光伏和风力两套发电系统都采取最大功率输出策略,尽可能满足负载,不足的部分由蓄电池提供.
(二)系统输出功率可以满足负载
当蓄电池充电时说明系统的输出功率能够满足负载,功率输出状态检测设备输出为低电平J1接收到低电平,接通右边,风力发电系统的功率输出以满足负载方式输出,其功率输出的大小由负载和光伏发电系统的功率输出决定.此时光伏系统的功率输出不确定有两种情况.
1.当I1REF不等于0时,J2接收到高电平,光伏系统仍以最大功率输出,风力发电部分的输出功率作为补充,其参考电流：
即整个系统工作的总电流减去光伏发电系统输出的电流,再乘以当前的工作电压,再除以风力发电机的输出电压,即为风力发电机需要输出的电流,与当前风力发电机的输出电流比较,误差送入PWM2,以改变发电机的输出电流,使其逼近参考电流,也就是输出功率逐步靠近负载所需要的功率.
2.当I1REF等于0时,即风力发电部分的参考电流为0,不需要风力发电系统输出功率.这时J2接收到低电平,接通右边,光伏系统的输出以满足负载为主,参考电流：
与ID2做比较,误差信号送入PWM改变占空比,使ID2逼近I2REF,输出功率靠近负载所需功率.
这样,就实现了两套系统协调工作,成功的对负载功率实现了跟踪.
在常规能源日益短缺的今天,新能源的开发和利用是今后世界发展的一个趋势,对我国解决能源紧张,偏远地区供电问题更是具有现实意义.
参考文献：
[1]王承熙.张源.风力发电.北京：中国电力出版社,2002
[2]王兆安.黄君.电力电子技术.北京：机械工业出版社,2000
[3]陈桂兰.孙晓.李然.光伏发电系统最大功率点跟踪.电子技术应用,2001,（8）,33～35
作者简介：
仲勇（华北电力大学巴彦淖尔电业局015000）
仲勇（1982.6）,男蒙古族内蒙古巴彦淖尔市人华北电力大学工程硕士,巴彦淖尔电业局,从事输配电管理工作.
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