当前位置: 首页 > 学术论文 > 太阳能 > 正文

兆瓦级光伏电站双轴跟踪系统的设计与实现

关注热度:107   来源:新能源学术论文  作者:孔浩
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:随着世界人口的不断持续增长和经济的飞速发展,常规能源越来越不能满足人类生产生活的需要,常规能源中的煤炭、石油和天然气是化石能源,为不可生资源,而且化石能源利用过程中造成空气严重污染,导致全球气候变暖、冰山融化、海平面上升等自然灾害。新能源的出现在很大程度上缓解了上述出现的问题,相比新能源中发展比较快的几种,太阳能的利用越来越受人类的关注,太阳能资源能量丰富、分布广泛、清洁无污染、可以再生,所以太阳能发电成为新能源中发展最快的技术。但是太阳能利用过程中存在不易收集、能量密度低、易受环境因素影响等缺点,因此如何更高效的利用太阳能资源成为全球都在关注的问题,目前,最为广泛的利用形式为光伏电站。现在的光伏电站组件多为固定角度安装,对于发电量的提高很受限制,虽然绝大部分安装角度为最佳角度,但是不能随着周围环境的变化实现跟踪,所以很大程度上制约了整个光伏电站的发电效率。为提高电站整体发电量,本文提出了双轴跟踪系统在光伏电站的应用。 采用时控法与反馈修正法相结合的追踪方式,首先通过天文计算公式得到太阳高度角及方位角完成开环控制,然后通过倾角仪反馈的角度值进行反馈修正,跟踪过程中考虑到一天中方位角与高度角不同的变化规律提出了不同时间段不同跟踪步长的跟踪方式;主从CPU相互配合的集中式分散式相结合的控制方式,主控制器完成特殊天气下的集控策略及通过信号采集模块采集到的光照及地理信息为从控制器提供控制依据,从控制器完成太阳高度角及方位角的计算,正常情况下的跟踪控制及运行数据及发电量数据的采集;工业以太网与工业级无线并用的通讯方式,主控制器与上位机之间、各从控制器之间通过工业以太网相连,从控制器与主控制器之间通过工业级无线连接,该连接方式使整体的通讯方案更加灵活,易于整个系统的容量扩张,很大程度上减小了前期的施工量及后期的维护量。理论分析和设计表明,该方法在保证最大发电效率的同时,减少了能量消耗,易于电站推广应用。
【关键词】:双轴跟踪系统 光伏电站 多CPU 时控法 反馈修正法
【学位授予单位】:内蒙古科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-9
  • 引言9-10
  • 1 绪论10-19
  • 1.1 课题研究背景10-13
  • 1.1.1 能源发展现状及趋势10
  • 1.1.2 太阳能发电的优缺点10-11
  • 1.1.3 太阳能发电的类型11-12
  • 1.1.4 光伏发电应用分类12-13
  • 1.2 课题研究意义13-16
  • 1.2.1 影响光伏发电的因素13-15
  • 1.2.2 研究双轴跟踪系统的必要性15-16
  • 1.3 光伏电站国内外发展现状16-17
  • 1.4 太阳跟踪系统国内外发展及研究状况17-19
  • 2 跟踪系统概述19-24
  • 2.1 太阳运动轨迹计算19-22
  • 2.1.1 地平坐标系19
  • 2.1.2 太阳高度角与方位角计算19-22
  • 2.2 跟踪方法原理简介22-23
  • 2.3 跟踪系统简介23-24
  • 3 跟踪系统的总体设计24-33
  • 3.1 控制方案设计24-29
  • 3.1.1 控制模式选择24-26
  • 3.1.2 太阳跟踪方案的选择26-29
  • 3.1.3 通讯方式的选择29
  • 3.2 跟踪系统电气设计29-33
  • 3.2.1 主电路设计30
  • 3.2.2 控制电路设计30
  • 3.2.3 安全链电路设计30-31
  • 3.2.4 PLC 输入输出电路设计31
  • 3.2.5 防雷设计31-33
  • 4.跟踪系统的硬件设计33-43
  • 4.1 系统组成33-34
  • 4.2 硬件设备选型34-43
  • 4.2.1 控制器选型34-35
  • 4.2.2 无线通讯设备选型35
  • 4.2.3 执行机构选型35-36
  • 4.2.4 信号采集模块选型36-39
  • 4.2.5 GPS 模块选型39-40
  • 4.2.6 HMI 选型40
  • 4.2.7 逆变器选型40-42
  • 4.2.8 时控开关选型42-43
  • 5 跟踪系统软件设计43-52
  • 5.1 控制器软件平台设计43-48
  • 5.1.1 控制器主程序43-45
  • 5.1.2 太阳位置跟踪程序设计45-46
  • 5.1.3 时间间隔模式程序设计46-47
  • 5.1.4 特殊天气应急程序设计47
  • 5.1.5 太阳高度角及方位角计算程序设计47-48
  • 5.2 实时监控数据及远程与本地 HMI 监控平台设计48-52
  • 5.2.1 实时监控数据48-49
  • 5.2.2 监控平台及工程组态设计49-52
  • 6 结论和展望52-53
  • 6.1 课题研究设计总结52
  • 6.2 展望52-53
  • 结论53-54
  • 参考文献54-58
  • 附录A 主要电路图58-64
  • 附录B 主要程序64-71
  • 在学研究成果71-72
  • 致谢72


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

太阳能利用跟踪技术的研究进展    许启明;冯俊伟;宫明;

太阳能光伏支架系统的应用    李天下;

太阳能光伏发电技术现状及其发展    赵晶;赵争鸣;周德佳;

DOAS在大气环境质量监测中的应用    刘丽红;白建云;孔祥杰;

一种新型的太阳自动跟踪系统研究    邹建;姬兴;杜海涛;

太阳角的计算方法及其在遥感中的应用    谈小生,葛成辉

变倾角倾斜面上太阳辐射总量的气候学计算    蒙沛南,郑宏飞,何小荣

大型光伏电站中不同支架方案比较分析    陈艳;曹晓宁;兰云鹏;王小丽;

几种四象限探测器测角算法的分析研究    胡贤龙;周世椿;

太阳自动跟踪器的研究    孙茵茵,鲍剑斌,王凡

双轴跟踪装置对太阳能发电系统增效的理论研究    卢育发;李旗号;李倩;

ATO粉体的制备工艺及其导电性能的研究    尹大鹏;朱协彬;汪海涛;

双踪太阳能光伏发电系统研究    张宝剑;高国红;

光伏并网发电的最大功率点跟踪算法研究    王桂英;史金玲;纪飞;王欢;

金属/多孔硅/硅结构发光器件输运特性的研究    卓敬清;李宏建;夏辉;崔昊杨;

金属支架0.5W红外发光二极管研究    夏正浩;李炳乾;郑同场;王卫国;张运华;

双异质结扩展波长InGaAs PIN光电探测器暗电流研究    李成;李好斯白音;李耀耀;王凯;顾溢;张永刚;

激光跟踪系统控制算法设计与虚拟试验验证    陈勇;李焕功;祝天瑞;

微波pin二极管电阻与温度的关系    顾晓春;吴思汉;

p型N掺杂ZnO薄膜的MOCVD生长与电学性质    汤琨;顾书林;朱顺明;

MOSFET亚阈值斜率随温度变化关系研究    齐领;恩云飞;章晓文;

一种自然柔顺式光伏太阳能电池智能控制系统    董静;孙凤池;武涛;

关于大理州可再生能源与电网和谐发展的思考    宋春;

W型光子晶体光纤模型概述与滤波特性研究    李相;陈胜平;司磊;

BESⅢ飞行时间电子学电荷测量电路的温度补偿    封常青;刘树彬;王进红;安琪;

微小卫星能量平衡分析中的太阳入射角计算与应用    王立国;沈萍;张镜洋;

偏振遥感中偏振度随太阳高度角的变化规律研究    郑影卓;关桂霞;

塔式太阳能聚光系统太阳影像仿真及能量中心计算    刘宇;许芬;

塔式太阳能聚光系统太阳影像仿真及能量中心计算    刘宇;许芬;

一种用于光伏系统的改进型最大功率点跟踪方法    胡希文;张建文;王刚;卓自明;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究    郭文敏

几种微电子材料的制备、表征与性能研究    章闻奇

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

MOCVD法制备氧化锌发光器件及薄膜晶体管的研究    赵旺

功能性半导体纳米晶组装体系的制备及其可见光响应性能研究    张辉

柔性衬底薄膜光伏电池相关材料制备及性能    岳红云

微悬臂梁免疫传感技术研究    薛长国

Zn_xCd_(1-x)S纳米粉体及薄膜的制备和光致发光研究    智钢

碳化硅基热电材料的制备及性能研究    李明亮

氧化钛基光电子器件    王文杰

KrF激光微细加工Al_2O_3陶瓷机理及试验研究    祝超

超薄侧光式LED液晶电视背光源设计与驱动电源硬件实现    张志睿

太阳能电池板自动追踪系统的研究    毛桂生

一种新型的太阳能光伏发电控制系统的研究    刘凤龙

并网光伏电站模型及其运行特性研究    许晓艳

瞬态电压抑制二极管可靠性筛选工艺研究    周廷荣

单晶硅太阳电池扩散工艺和绒面制备的研究    潘峰

双轴跟踪装置对太阳能发电系统增效的理论研究    卢育发;李旗号;李倩;

跟踪式高效太阳能热水器    丁樟富

太阳能热发电技术    纪献兵;蒲绍选;谢建;李云苍;刘滔;

国内外光伏发电的新进展    昌金铭;

太阳能光伏支架系统的应用    李天下;

a-SiC/c-Si异质结太阳能电池设计分析    林鸿生,段开敏,马雷

四象限光电探测器定位误差分析    杨翠;邹建;刘得志;

太阳能电池材料CuInS_2的研究现状    汤会香,严密,张辉,杨德仁

光伏发电系统中逆变器技术应用及展望    陈维;沈辉;邓幼俊;舒杰;

采用自动跟踪系统对光伏电站电价的影响    蒋华庆;田景奎;姜在骏;顾俊峰;

DOAS方法的多特征谱解析及应用    张慧敏

超大规模荒漠并网光伏电站的建设    廖华;许洪华;

青海省独立光伏电站运行维护管理经验    陈慧玲;

青海省光伏电站所面临的挑战与对策    石坚;

独立村落光伏电站系统运行及使用的调研与分析(2)——村落光伏电站机手的调研与分析    陈东兵;马胜红;张亚彬;陈光明;董文娟;

并网光伏电站动态建模及仿真分析    李晶;许洪华;赵海翔;彭燕昌;

考虑电网安全稳定约束的光伏电站最大安装容量计算与分析    王一波;李晶;许洪华;

独立光伏电站太阳场地的评价    马勇刚;张跃;曾丽琴;

发改委称国家将在甘肃建首个大型沙漠光伏电站    

美国亚利桑那州立大学建立光伏电站    

山区光伏电站日常维护与管理    宋书伟;

乌兰并网光伏电站设计体会    杨建;杨宇东;胡会永;史红丽;

光伏电站接入电网影响分析    顾文;王红星;徐敦彬;陈士军;

上海崇明前卫太阳能光伏电站的运行实践和成果    潘捷;任浩翰;戴成鸿;周彬;

分布式光伏电站的数据采集研究    许颖文;陆成;

中德财政合作青海太阳能项目光伏电站设计与运行    刘宏;李田珍;岳兴华;

基于机理模型的并网光伏电站实时效率分析    陈祥;

基于机理模型的并网光伏电站实时效率分析    陈祥;

光伏电站与配电网谐波交互影响    谢宁;罗安;马伏军;陈燕东;帅智康;

光伏电站信息化管理系统研发    王民浩;谢小平;余荣祖;王霁雪;郭雁珩;易跃春;杨存龙;魏显贵;李伟宏;原向阳;曹海滨;庞秀岚;

大型并网光伏电站的设计与探讨    陈祥;

光伏电站开发成本有望降低    记者 王文嫣

业界“点赞”规范光伏电站投资开发新政    本报记者 赵汀

边远地区独立光伏电站后期维护费用应尽快落实    记者 蒙华 刘荣慧

国内首个荒漠化并网光伏电站建成    李满福

青海百科10兆瓦并网光伏电站开工    记者 王志远

气候论证曹妃甸光伏电站工程    记者 邢开成 通讯员 顾光芹

山东最大光伏电站在济落户    记者 杨镇

全国最大屋顶光伏电站在杭州落成    记者 方云伟

特呈将建全省首个大型光伏电站    记者 肖胤 通讯员 李弥园

阜宁屋顶光伏电站并网发电    施玉森 杨树立

电网接纳光伏电站并网运行的适应性及对策研究    李乃永

大型光伏电站逆变器并网控制策略及稳定性分析    杨明

计及相关性的含风电场和光伏电站电力系统可靠性评估    秦志龙

并网光伏电站模型及其运行特性研究    许晓艳

大规模光伏电站建模及外特性研究    王旭阳

基于物联网分布式楼宇光伏电站监控系统设计    柳希广

计及相关性的光伏电站容量可信度评估    高英

光伏电站接入孤立电网的优化运行与稳定性研究    侯磊

大型光伏电站接入对内蒙电网影响的研究    李伟

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

光伏电站检测系统的研究    方白

并网光伏电站的电能质量评估及运行特性分析    叶金根

光伏电站有功功率控制策略研究    李烨

 
关键词: 双轴跟踪系统

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言