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风光互补并网发电系统的研究与开发

作　者: 田浩
导　师: 娄承芝
学　校: 天津大学
专　业: 供热、供燃气、通风与空调工程
关键词: 风光互补发电 并网 控制系统 逆变器技术 通讯系统
分类号: TM61
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


风光互补并网发电在缓解电网压力、电力调峰、节约传统能源等方面都能够起到重要作用,并网式风光互补发电系统的研究具有重要的经济和社会价值。本文针对不可调度式风光互补并网发电系统,在理论研究和分析的基础上开发出了一套相应的并网运行结构,进行了软件和硬件设计。文章首先讨论了风能、太阳能互补特性,详细分析了不可调度式风光互补并网发电的系统结构,其中包括风力发电机组、光伏阵列、逆变器和负载等,给出了各部分的运行原理和工作特性;其次,结合实际的并网系统的开发过程,对风光互补并网发电的整个系统进行了详细的研究、分析与讨论。笔者根据并网系统各部分的功能将其分为逆变系统、监控系统和通讯系统三个部分,针对每一部分分别从设计原理出发,研究其主要的控制技术、实现方法和实际的软、硬件设计,并给出了已经开发完成了的实例;最后,对整个系统的实际工程应用进行了介绍,总结了并网式风光互补发电系统的技术问题,并给出了检验系统实际运行效果的测试方法。本文研究开发的不可调度式风光互补并网发电系统的运行结构能够可靠地保证并网系统经济、有效的运行;总结分析的逆变器技术为并网逆变器的研究和开发人员给出了一些建设性的建议;同时,基于SMA设计开发的一套实用的通讯协议能够很好的保证系统内各设备进行有效的数据信息和控制信息的交互。

全文目录


中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章 绪论  6-12
  1.1 环境问题、能源危机与可再生能源利用  6-7
    1.1.1 环境问题与能源危机  6-7
    1.1.2 可再生能源利用  7
  1.2 风光互补发电的提出及其并网式应用  7-10
    1.2.1 风光互补发电系统的提出  7-9
    1.2.2 风光互补发电的并网式应用  9
    1.2.3 研究应用现状  9-10
  1.3 论文选题、研究意义、研究思路与技术方法  10-12
    1.3.1 论文选题与研究意义  10
    1.3.2 研究思路与技术方法  10-12
第二章 并网式风光互补发电系统的运行结构  12-24
  2.1 并网式风光互补发电系统运行原理  12-13
  2.2 风力发电机组  13-17
    2.2.1 风力机的工作原理  13-14
    2.2.2 风力机的主要部件  14-15
    2.2.3 风力机的能量转化  15-16
    2.2.4 并网式风光系统中风力发电机组的运行方式  16-17
  2.3 光伏阵列  17-20
    2.3.1 光伏阵列发电的工作原理  17
    2.3.2 光伏阵列的工作特性  17-20
    2.3.3 防反充二极管  20
  2.4 逆变器  20-22
    2.4.1 并网用风光互补发电系统对逆变电源的要求  20-21
    2.4.2 逆变器种类及其特点  21-22
  2.5 用电负载  22-24
    2.5.1 直流侧负载  22-23
    2.5.2 并网侧负载  23-24
第三章 并网式风光互补发电系统研发  24-50
  3.1 逆变系统的原理与分析  25-32
    3.1.1 逆变系统的控制原理  25-26
    3.1.2 逆变器并网技术应用—锁相环、MPPT、防“孤岛效应”  26-31
    3.1.3 逆变器功能的丰富  31-32
  3.2 监控系统设计  32-38
    3.2.1 监控系统的硬件构成与运行流程  32-33
    3.2.2 监控参数  33-38
  3.3 通讯系统设计  38-48
    3.3.1 基于SMA 的通讯系统  39-40
    3.3.2 基于SMA 通讯的协议设计  40-43
    3.3.3 通讯协议的实现  43-47
    3.3.4 底层通讯的软件设计  47-48
  3.4 系统的调试  48-50
第四章 研发系统的应用实例  50-58
  4.1 实例工程概况  50-56
    4.1.1 地理位置  50-51
    4.1.2 系统原理  51-52
    4.1.3 工程设计方案  52-53
    4.1.4 系统设备选型  53-56
  4.2 系统开发与应用分析  56-58
    4.2.1 并网式风光互补发电系统的技术问题  56
    4.2.2 并网式风光互补发电系统的测试与评价  56-58
第五章 结论与建议  58-60
  5.1 结论  58
  5.2 建议  58-60
参考文献  60-63
发表论文和科研情况说明  63-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电
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