風光互補系統(tǒng)

內(nèi)容包含：
其中論文或設(shè)計報告部分：共計 92 頁，合計 4.85萬余字。

本系統(tǒng)（論文或設(shè)計）采用 本文針對風光互補發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計了一套小型模擬裝置，包括太陽能電池模擬，用直流電機對風機的模擬和交錯并聯(lián)Buck-Boost蓄電池充電主電路，并對交錯并聯(lián)Buck-Boost電路和交錯并聯(lián)Cuk斬波電路進行了研究、仿真，以及進行了模擬風機裝置的調(diào)試。系統(tǒng)控制全部采用Freescale公司的56F8013 DSP控制實現(xiàn)，給出了各部分流程圖。。

摘 要

本文簡單介紹了風能發(fā)電的重要性和世界各國的重視程度，以及我國在這方面的差距。我國作為世界上的風能大國，尚不具備獨立開發(fā)風力發(fā)電機，尤其是大型風力發(fā)電機的能力。與此相關(guān)的基礎(chǔ)研究、實驗研究、設(shè)計水平是主要的制約因素。本文針對風光互補發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計了一套小型模擬裝置，包括太陽能電池模擬，用直流電機對風機的模擬和交錯并聯(lián)Buck-Boost蓄電池充電主電路，并對交錯并聯(lián)Buck-Boost電路和交錯并聯(lián)Cuk斬波電路進行了研究、仿真，以及進行了模擬風機裝置的調(diào)試。系統(tǒng)控制全部采用Freescale公司的56F8013 DSP控制實現(xiàn)，給出了各部分流程圖。對于軟硬件的關(guān)鍵問題還給出了相應(yīng)解決方案。
關(guān)鍵詞：風光互補,風特性,DSP,單極性移相,PWM,交錯并聯(lián),56F8013,斬波電路,Buck-Boost,蓄電池,充電

Wind & solar hybrid generating system
Abstract

This article explains the importance of wind power and the degree of attention around the world, and the gap between our country in this regard.Our country as the world’s wind power，do not haVe the independent deVelopment of wind turbines，especially large-scale wind turbine capacity．The related basic research，experimentalresearch and design standards are the main constraints。In this paper, a small simulator is designed for the Wind and PV hybrid generating system, including solar cell simulation, wind driven generator simulation by DC motor, simulation and research for interlaced-parallel Buck-Boost circuits and interlaced-parallel Cuk Circuit.In addition, I did a lot about debuging for wind driven generator simulation device. The entire system control is achieved by using Freescale corporation’s 56F8013 DSP control and the flow chart of every part is given.The corresponding solutions for the key issues for the hardware and software are also given.
Key words: Wind and PV hybrid，Wind Characteristics，DSP , phase shifting PWM , interlaced-parallel


目 錄
摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1引言. 1
1.1風力發(fā)電的概況. 1
1.1.1.我國的風力資源和太陽能資源 1
1.1.2.風光發(fā)電的優(yōu)點 3
1.1.3.我國的風光發(fā)電發(fā)展狀況 3
1.1.4.畢設(shè)任務(wù)的提出 4
1.2風光發(fā)電系統(tǒng)概述. 4
1.2.1.風力發(fā)電系統(tǒng)的組成 4
1.2.2.系統(tǒng)控制技術(shù) 5
1.2.3.風的基本特性 6

2系統(tǒng)總體設(shè)計. 8
2.1風力發(fā)電技術(shù). 8
2.2系統(tǒng)總體框圖與控制方案 11
3系統(tǒng)的硬件設(shè)計 18
3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計. 18
3.2系統(tǒng)主電路. 28
3.3電源模塊. 28
3.4檢測模塊. 30
3.5 驅(qū)動模塊 31
4 PWM控制方案 33
4.1全橋變換電路的PWM控制策略 33
4.1.1全橋逆變電路的三種控制方式 33
4.1.2全橋逆變電路輸出的整流濾波 36
4.1.3橋式電路直接整流電路的PWM控制策略研究 37
4.2 IGBT的保護和軟開關(guān)技術(shù) 41
4.2.1 IGBT的保護 41
4.3蓄電系統(tǒng) 43
4.3.1蓄電池充放電原理 43
4.3.2蓄電池的模型 44
4.3.3常用充電方法 44
5系統(tǒng)軟件設(shè)計 45
5.1 軟件實現(xiàn)功能 45
5.1.1模擬風能電池輸出裝置軟件主要實現(xiàn)功能 45
5.1.2直流電機電樞電流控制軟件主要實現(xiàn)功能 45
5.1.3蓄電池充電電路軟件主要實現(xiàn)功能 45
5.2 軟件設(shè)計工具 45
5.2.1軟件開發(fā)環(huán)境CodeWarrior概述 45
5.2.2 PE(Processor Expert)概述 46
5.3 程序?qū)崿F(xiàn)方法及流程圖 46
5.3.1模擬風機流程圖 46
5.3.2蓄電池充電電路流程圖 48
5.4 程序關(guān)鍵部分的實現(xiàn) 50
5.4.1使用DSP芯片實現(xiàn)PWM移相 50
5.4.2 DSP定標和標幺化 50
6系統(tǒng)仿真與產(chǎn)品調(diào)試 52
6.1 仿真工具簡介 52
6.2 交錯互補buck-boost斬波電路 52
6.2.1仿真模型 52
6.2.2仿真結(jié)果 52
6.3 模擬風機系統(tǒng)調(diào)試 55
6.3.1調(diào)試設(shè)備 56
6.3.2跟蹤風機I-n曲線實驗 56
6.3.3結(jié)論 59
6.4系統(tǒng)調(diào)試 59
6.4.1 8037控制板測試 59
6.4.2 8013加速度板檢試 60
6.4.3驅(qū)動板調(diào)試 60
6.4.4 整機測試 62
7總結(jié)與展望 65
參考文獻 66
注釋 67
附錄 68
謝辭 83

參考文獻
[1]江澤民．對中國能源問題的思考［J］．上海交通大學學報,2008.[102-108]
[2]劉萬琨．風能和風力發(fā)電技術(shù)［Ｍ］．XXX：化學工業(yè)出版社，2007．[1-6]
[3]錢伯章．新能源［Ｍ］．XXX：化學工業(yè)出版社.2007．[107-158]
[4]邢運民，陶永紅．現(xiàn)代能源與發(fā)電技術(shù)［Ｍ］．西安：西安電子科技大學出版社，2007．[175-252]
[5]王素霞．國內(nèi)外風力發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］．電氣時空，2007.[20-22]
[6] 阮新波，嚴仰光．直流開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù)［Ｍ］．XXX：科學出版社,2000．[50-135]
[7] 楊旭．開關(guān)電源技術(shù)［Ｍ］．XXX：機械工業(yè)出版社．[35-45]
[8] 王兆安，黃俊．電力電子技術(shù)[M]．XXX：機械工業(yè)出版社，2007．[107-110]
[9] 胡炎申，謝運祥．三相交錯并聯(lián)Boost DC/DC 變換器設(shè)計與研制[J]．電力電子技術(shù)，2006. [45-47]
[10] Po-Wa Lee ect．Steady-State Analysis of an Interleaved Boost Converter with Coupled Inductors[J]．IEEE Transactions On Industrial Electronics．2000.[ 787 -791]
[11] 劉志剛．電力電子學[M]．XXX：清華大學出版社，2004．[124-126]
[12] 孫栩．一種新的低壓大電流DC/DC變換器的研究[D]．天津：天津大學，2004．
[13] 鐘勇．風光互補發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池充放電控制器的研究[D]．合肥：合肥工業(yè)大學，2006．
[14]王治國，高玉峰．鉛酸蓄電池等效電路模型研究[J] ．裝甲兵工程學院學報,2003.[78-81]
[15] 王體民，馮長征．蓄電池常見充電方式的比較與注意事項［J］．養(yǎng)護指南．2008.[4]
[16] 匿名．光電編碼器在電機控制中的應(yīng)用[J/OL] ．慧聰網(wǎng)“編碼器”關(guān)聯(lián)資訊．2009/3/30．
[17] Freescale. Motor Control [EB/OL].
[18] XXX．DSP原理及電機控制系統(tǒng)應(yīng)用［Ｍ］．XXX：XXX航空航天大學出版社，2007．