1.风光互补发电系统毕业论文怎么做
最初的风光互补发电系统,就是将风力机和光伏组件进行简单的组合,因为缺乏详细的数学计算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不长。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大,保证率和经济性要求的提高,国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。
其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。 hybrid2本身是一个很出色的软件,它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行,根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。
但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件,本身不具备优化设计的功能,并且价格昂贵,需要的专业性较强。 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定:一是功率匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率,只要用于系统的优化控制;另一是能量匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量,主要用于系统功率设计。
目前国内进行风光互补发电系统研究的大学,主要有中科院电工研究所、内蒙古大学、内蒙古农业大学、合肥工业大学等。各科研单位主要在以下几个方面进行研究:风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。
目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内蒙古大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算即辅助设计,在匹配计算方面有着领先的地位,而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。 据国内有关资料报道,目前运行的风光互补发电系统有:西藏纳曲乡离格村风光互补发电站、用于气象站的风能太阳能混合发电站、太阳能风能无线电话离转台电源系统、内蒙微型风光互补发电系统等。
2.风光互补发电系统的互补控制
风光互补控制器由主电路板和控制电路板两部分组成。主电路板主要包括不控整流器、dc/dc变换器、防反充二极管等。控制电路板中的控制芯片为pic16f877a单片机,它负责整个系统的控制工作,是控制核心部分,其外围电路包括电压、电流采样电路,功率管驱动电路,保护电路,通讯电路,辅助电源电路等。风力发电机输出的三相交流电接u、v、w,经三相不控整流器整流和电容c0稳压后给蓄电池充电。sp、sn分别为太阳能电池板的正、负极接线端子,d1为防反充二极管,其作用是防止蓄电池电压和风力发电机的整流电压对太阳能电池阵列反向灌充,确保太阳能电池的单向导电性。r0是风力发电机的卸荷电阻,当风速过高时,风力发电机输出电压大于蓄电池过充电压,单片机输出脉冲(pwm)来控制q3开通,使多余的能量被消耗在卸荷电阻上,从而保护蓄电池。二极管d2和保险丝f1是为了防止蓄电池接反,当蓄电池接反时,蓄电池通过d2与f1构成短路回路,烧毁保险丝而切断电路,从而保护控制器和蓄电池。主电路中间部分是两个输出并联的buck型dc/dc变换器,为了抑制mosfet管因过压、du/dt或者过流、di/dt产生的开关损耗,本设计的dc/dc变换器采用具有缓冲电路的buck变换器。主电路是由两个互相独立输出端并联的buck电路组成,一路是光伏发电系统主电路,一路是风力发电系统主电路。缓冲电路由于电路中存在分布电感和感性负载,当mos管关断时,将会在mos管上产生很大的浪涌电压。为了消除浪涌电压的危害,提高mos管工作可靠性和效率,常用的方法是使用缓冲电路。
随着社会的发展和能源的短缺,高科技和新技术得到广泛的应用。新能源的发展和开发是人类发展的趋势。风能和太阳能必将在这个资源稀缺的年代得到大力推广和使用。我国可以在这方面努力,争取在新能源方面走在世界的前列。
3.风光互补系统的发展
早在2001年,MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究,经过六年多研究和实践,终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广,这种系统采用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。
新型垂直轴风力发电机(H型)突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点,采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能,可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。
4.风光互补发电科技研究项目的内容有哪些
风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成,发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。
一般来说,系统配置应考虑以下几方面因素: 1、用电负荷的特征 发电系统是为满足用户的用电要求而设计的,要为用户提供可靠的电力,就必须认真分析用户的用电负荷特征。主要是了解用户的最大用电负荷和平均日用电量。
最大用电负荷是选择系统逆变器容量的依据,而平均日发电量则是选择风机及光电板容量和蓄电池组容量的依据。 2.太阳能和风能的资源状况 项目实施地的太阳能和风能的资源状况是系统光电板和风机容量选择的另一个依据,一般根据资源状况来确定光电板和风机的容量系数,在按用户的日用电量确定容量的前提下再考虑容量系数,最后光电板和风机的容量. 在最近审定的国标《离网型户用风光互补发电系统技术条件》中对系统容量的选择确定了原则。
总之,风光互补发电系统是最合理的独立电源系统,这种合理性表现在资源配置最合理,技术方案最合理,性能价格最合理。正是这种合理性保证了风光互补发电系统的高可靠性。
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