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移动通信基站太阳能电源系统设计研究

作 者: 张武勤
导 师: 陈铁军
学 校: 郑州大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 太阳能 光伏发电 移动基站 MATLAB仿真
分类号: TM914.4
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 87次
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内容摘要


随着国家的不断进步,移动通信行业业务范围也在不断发展,加强海域附近和偏远地区的通信覆盖对当地通信环境的改善无疑是非常重要的,然而这些地方市电供应状况较差,甚至没有市电供应,如何保障这些基站的供电是一个很大的挑战。太阳能供电系统的能源几乎全部来自太阳能这种无污染的绿色能源,采用独立型光伏系统作为基站电源,除设备一次性投资费用及维护费用外,不需额外追加开支费用,既解决了供电问题,也符合国家大力倡导的节能减排政策。本文以移动基站太阳能电源系统为研究对象,对独立型太阳能光伏系统的组成进行了分析,讨论了移动基站电源的要求、容量设计原则及方法,并对基站电源中的关键部件太阳电池阵列进行了MATLAB仿真,深入研究它的输出特性。文章包括四个部分,第一部分:综述了国内外光伏发电系统建设的现状;第二部分:分析论述了太阳能供电系统的四个主要组成部分,包括太阳能电池组件、蓄电池、电力电子控制器以及逆变器,介绍了各组件的工作原理、器件类型及性能要求;第三部分:研究了移动通信系统对基站电源的要求,分析了移动基站电源要求及负载组成,分别介绍了太阳电池和蓄电池容量设计原则和方法,并针对河南地区旅游景点设计了一个具体案例;第四部分:对太阳能光伏系统中的重要部件进行了计算机仿真。在MATLAB仿真工具下,建立了光伏电池的仿真模型。针对案例中选用的太阳电池参数进行仿真,得出结论,以此作为系统运行过程中的参考。

全文目录


目录  4-7
摘要  7-8
Abstract  8-10
1 绪论  10-17
  1.1 课题背景及意义  10-13
    1.1.1 太阳能发电的优越性及太阳能基站电源的特点  10-12
    1.1.2 太阳能光伏系统在移动基站电源应用中的必要性  12-13
    1.1.3 太阳能供电系统在移动基站电源应用中的可行性  13
  1.2 太阳能基站供电系统建设现状  13-15
    1.2.1 国内外太阳能发电现状  13-14
    1.2.2 国内太阳能基站建设现状  14-15
  1.3 课题的研究思路  15-17
2 太阳能供电系统的组成  17-37
  2.1 太阳能电池阵列  18-23
    2.1.1 太阳能电池的工作原理  18-19
    2.1.2 太阳能电池的分类  19
    2.1.3 太阳能电池的基本特性  19-23
  2.2 蓄电池  23-28
    2.2.1 铅酸蓄电池  23-25
    2.2.2 锂电池、锂离子电池和超级电容  25-26
    2.2.3 太阳能用蓄电池的性能指标  26-28
  2.3 电力电子控制器  28-33
    2.3.1 电力电子控制器的控制作用  29-31
    2.3.2 控制器的类型  31-32
    2.3.3 控制器的规格  32-33
  2.4 逆变器  33-37
    2.4.1 逆变器的作用及类型  33-35
    2.4.2 光伏逆变器的技术要求  35-36
    2.4.3 移动基站用太阳能光伏逆变器性能指标  36-37
3 移动基站太阳能电源的供电系统设计  37-51
  3.1 移动基站的电源要求及组成  37-38
    3.1.1 移动基站负载构成  37-38
    3.1.2 移动基站供电方式  38
  3.2 移动基站的光伏系统设计方法  38-45
    3.2.1 光伏系统设计的基本原则  39
    3.2.2 蓄电池的设计方法  39-41
    3.2.3 太阳能光伏电池组件的设计  41-45
  3.3 太阳能供电系统在移动基站中应用案例设计  45-47
    3.3.1 移动基站电源的太阳能供电系统方案  45-47
    3.3.2 太阳能光伏系统基站电源的联接方式  47
  3.4 移动基站太阳能应用需面对的一些问题  47-51
4 移动基站太阳能电源的电池阵列仿真  51-60
  4.1 太阳能电池的数学模型  51-52
  4.2 Matlab/Simulink下的太阳能电池阵列仿真模型  52-55
  4.3 光伏电池阵列的仿真结果  55-60
5 总结与后续工作  60-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
个人简历  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术(直接发电) > 光电池 > 太阳能电池
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