太阳能电池阵列模拟器的设计和实现

太阳能电池阵列模拟器是系统地面测试阶段的重要组成部分,是为了验证太阳能电池的性能和可靠性而建立的.在太阳能电池单体数学模型的基础上,设计了实用的太阳能电池阵列模拟器.该模拟器与实际系统具有相同的结构,相同的功率等级,能在最大程度上模拟实际太阳能电池阵列.实验证明该模拟器能够很好地模拟真实太阳能电池特性,验证了该方案的可行性,为卫星电源系统地面测试提供了坚实的基础.     

若干典型太阳能电池阵列模拟器对比分析

太阳能电池阵列在光伏发电、航天和电源制造等方面应用广泛,受光照条件、场地、实验环境等因素的限制,在很多场合只能采用太阳能电池模拟器来模拟太阳能阵列,以完成控制算法验证、系统整体测试等工作。本文介绍了太阳能阵列的输出特性规律,列举了当前国际和国内若干典型的太阳能阵列模拟器的实现方案,分析了其工作原理,对其优缺点进行了对比分析,并展望了太阳能电池阵列模拟器技术的发展趋势。     

逐点差值比较法在太阳能模拟器中的应用

本文以提高太阳能的应用程度为目的,在太阳能电池阵数学模型的基础上,对逐点差值比较的达代算法进行了研究,根据太阳能电池模拟器的设计要求,对各种不同的比例系数所对应的I-V特性曲线进行分析,最终确立比较适合于太阳能模拟器的方案.即将达代步长确定为0.1,工作点电压收敛于56.4.     

基于新型拟合算法的光伏阵列模拟器的设计与实现

随着生物能源日益枯竭,越来越多的国家开始重视可再生能源,其中利用太阳能的光伏发电技术受到世界各国的广泛青睐。但是太阳能电池板的昂贵造价,给实验研发带来了一定的经济困难,成为目前光伏产品开发的瓶颈。为减小实验成本,该文设计一种能够满足太阳能电池板输出特性的特殊电源,称为太阳能电池模拟器。分析光伏阵列模拟器的工作原理,并设计该模拟器的算法,同时利用Matlab对其进行仿真验证。最后用实验证实了理论分析的正确性。     

具有TMPPT功能的太阳能光伏充电系统研究

针对太阳能电池组件输出特性曲线的非线性特点以及传统的直接与蓄电池并联充电方式的缺点,本文进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制研究,并提出了采用变步长电压扰动观察的跟踪控制策略.由于充电系统中的蓄电池组为易损设备,因此,本文结合蓄电池的充放电特性曲线以及太阳能电源的输出特性,对蓄电池组进行了优化管理研究.在此基础上,设计了基于单片机JK3和脉宽调制芯片TL494的太阳能光伏充电系统,采用电压电流双闭环控制,有效改善了系统的跟踪效果.最后,在太阳能电池阵列模拟器上进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪的实验验证.实验结果证明上述控制策略具有良好的跟踪效果,有效提高了系统充电效率.     

太阳能电池任电子电流互感器高压侧供能的研究

针埘高压光电式电流互感器(Oplical Current Transformer,简称OCT)的高乐侧供能问题,提出利川太阳能电池为高压侧供能的电源设计方案.太阳能电池在日照充足时对锂电池充电、同时为高压侧电路供能;在夜间或日照小足时,锂电池接替太阳能电池向高压侧电路供电.该电源控制采州单片机.可实现光伏器件的输出功率控制和锂电池的充放电智能化管理.实验表明,由太阳能电池构成的OCT高压侧电源工作可靠.可满足系统在连续阴雨气候条件下的正常工作.     

太阳能光伏电池的建模与仿真

太阳能作为一种新兴的绿色能源,越来越受到人们的重视.光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此,光伏电池成为太阳能光伏发电系统研究的主要环节.分析了太阳能电池板的工作原理,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对不同条件下的太阳能电池输出特性进行建模、仿真,仿真结果证明了太阳能电池的非线性.     

高效太阳能充电管理系统设计

提出了一种太阳能电池充电管理系统方案,旨在提高太阳能电池的能量利用率。设计的太阳能充电管理系统以MSP430F2274单片机作为主控制器,通过动态调节数字电位器MAX5401,从而使BQ24650芯片的Vmpptset电压值（也就是太阳能电池的最大功率电压）动态变化。Vmppset动态变化的过程就是最大功率点追踪的过程,整个动态调整的依据是自行设计的改进扰动观察法;同时利用单片机定时器产生的PWM波形来控制MOS管组成的开关,进行能量的分配调度。通过自行设计的太阳能电池模拟器对系统功能进行验证。结果表明,太阳能最大功率追踪效率能够稳定的维持在98%左右;加入动态电源路径管理技术之后使系统的太阳能利用率提高了16%,并且使铅酸电池充放电次数减少。     

太阳能电池在电子电流互感器高压侧供能的研究

针对高压光电式电流互感器（Optical Current Transformer,简称OCT）的高压侧供能问题．提出利用太阳能电池为高压侧供能的电源设计方案。太阳能电池在日照充足时对锂电池充电、同时为高压侧电路供能：在夜间或目照不足时,锂电池接替太阳能电池向高压侧电路供电。该电源控制采用单片机,可实现光伏器件的输出功率控制和锂电池的充放电智能化管理。实验表明,由太阳能电池构成的OCT高压侧电源工作可靠,町满足系统在连续阴雨气候条件下的正常工作。     

数字式光伏电池阵列模拟器的研制

本文在详细介绍太阳能电池的工作原理及其数学模型的基础上,选择半桥变换器作为主电路拓扑,研制了一台光伏电池阵列模拟器。控制部分采用TMS320F2812 DSP作为模拟器控制电路的主控制器,将数字PI控制算法应用在数字式光伏电池阵列模拟器中。在闭环实验下,模拟器的静态工作点与所模拟的太阳能电池的输出特性相吻合,并能够动态模拟负载变化的工作情况。证明了所设计的模拟器能够用于光伏发电系统实验。     

基于太阳能发电的光伏阵列电气系统设计

清洁能源的使用是未来社会发展的趋势。以光伏发电为研究模型,对实现太阳能的高效利用展开研究,提出了一种高效的光伏阵列,使太阳能发电系统的能源利用率得到了显著的提升。通过对太阳能发电的电气系统进行一次设计,提出了35 kV侧无功补偿装置,使得系统更加合理、有效。     

由太阳能供电的水位无线监测系统设计

介绍了采用太阳能供电的水位无线监测系统的设计和太阳能供电的电源管理系统。由太阳能供电的水位无线监测系统是由太阳能供电电源管理系统、433MHz无线传输模块和RS-485网络组成。其中太阳能供电电源管理系统由太阳能极板、太阳能充电控制电路和蓄电池组组成,太阳能供电源管理系统具有智能控制,实现对蓄电池组充电、蓄电池组过充电保护、负载反接保护以及低温加热等功能,并且具有安装维护简单、使用寿命长等特点。太阳能是当代清洁、无污染的可再生能源,因此具有推广价值。433 MHz无线传输模块能够实现数据的远方通信,用RS-485实现远端多点的数据连结,以解决单片机之间的长距离数据传输。     

平流层通信及其相关技术的应用前景

平流层通信兼有地面无线通信和同步卫星及低轨卫星通信的优点,具有传输时延短、容量大、覆盖区域广、承载业务丰富、相关技术应用领域广泛等诸多优点,将能成为兼容固定和移动业务的新一代无线通信系统.文章分析了该技术在电力通信系统和应急领域、输变电设施监测、电力工程建设中通信保障等方面的应用前景,并首次提出和探讨了近空间太阳能发电及应用的设想和概念.     

100 V母线10 kW级电源控制装置发展初探

为了满足通信卫星的负载功率不断加大的需求,在电源系统设计上采用了高效太阳电池、高比能量蓄电池和高性能电源控制装置(PCU),同时为了降低电流传输损耗,引入了100 V高压母线体制.其中高压大功率电源控制装置是一次电源系统的核心设备,主要功能是完成太阳电池的功率调节和蓄电池的充放电控制.简述了"十五"期间国内100 V母线10 kW级电源控制装置发展概况,论述研制高压大功率电源控制装置的重点和难点.     

高原高寒地区并网光储电站设计与运行研究

西藏地处高原高寒地区,太阳能资源极其丰富,建设光储电站有利于改善当地电源结构。然而,高原高寒的恶劣环境对光储设备影响较大。通过对西藏电网结构和日喀则市太阳能资源进行分析,评估建设光储电站的可行性;以朗明桑珠孜50 MW并网光储电站为例,提出适用于高原高寒地区的光储电站设计方案;以光储电站日弃电量最小为目标,进行储能容量配置;并结合光储电站运行数据对电站设计方案进行验证分析。研究表明：光储电站的设计方案在高原高寒地区具有适用性,50 MW光伏发电系统配置12.5 MW/100 MW·h电池储能较为合理,单日可减少约60 MW·h弃电量。研究结果可为高原高寒地区并网光储电站的设计提供参考。     

风光互补可再生能源发电的综合效益优化研究

在可再生能源发电系统中,为平缓系统输出功率的波动,使其可控性和稳定性更强,普遍利用储能系统作为能量缓冲装置.由于储能装置的资金投入与其容量基本上成正比,合理评估计算储能容量对于整个系统的综合经济效益较为重要.提出利用太阳能和风能的互补性,组成风光互补系统,基于频谱分析,对风、光的能量配比进行仿真计算.结合实测数据,确定了风、光最佳能量配比,减小了对储能系统的容量要求.可以优化风光互补系统的综合经济效益,为今后风光互补系统的设计提供参考.     

太阳能跟踪系统设计

为了更充分、高效地利用太阳能,现普遍采用跟踪太阳的方式是为最大限度地获得输出功率。本文介绍了太阳跟踪系统的控制原理、系统硬件组成和控制算法。在此基础上设计了一种跟踪精度高、结构简单、控制可靠的双轴太阳能跟踪系统,有效地提高了太阳能的利用率。并通过试验验证了此太阳能跟踪系统在晴朗的气候条件下,比固定式至少提高发电量25%。     

Monitoring and control technology of solar photovoltaic power generation system

In view of characteristics of solar photovoltaic (PV) power station such as the decentralized layout and massive monitoring and control information, a solar PV power generation monitoring and control system has been designed. The system is designed into three layers namely the sensor and actuator layer, the PLC field monitoring and control layer and the remote network monitoring and control layer. Through ZigBee wireless network, PROFIBUS and GPRS wireless network, the system makes the three layers exchange information rapidly, and the system supervises not only various operational parameters of the power generating system but also weather changes as a way to change the solar tracking strategy of the PV power generating system and reduce the operating energy consumption of the system. Through the hardware redundant design of PLC central controller and the upper computer, the solar PV power station can be more secure and reliable when running.     

太阳能路灯系统优化设计探讨

随着太阳能电池转换效率和生产技术的不断提高,太阳能光伏发电的应用越来越广泛.在照明领域,太阳能路灯作为光伏发电系统的主要应用模式,被越来越多地关注和接受.本文对太阳能路灯系统优化设计提出了自己的观点,并针对太阳能路灯系统储能部件--蓄电池提出了防水型阀控式铅酸蓄电池的概念和技术发展方向.     

单级式单相太阳能光伏并网逆变系统的设计

对于太阳能光伏并网逆变系统,转换效率是至关重要的。目前系统采用得比较多的是多级式变换的拓扑结构,虽然这种结构控制相对简单,但转换效率由于变换级数的增加而难以提高。而单级式拓扑结构具有电路简单、可靠性高和高效低功耗等诸多优点,随着现代电力电子技术以及数字信号处理技术的飞速发展,系统拓扑结构引起的控制困难正在逐渐被克服,单级式拓扑结构越来越多的成为太阳能光伏并网逆变系统设计的首选。该文设计一3KW的单级式单相太阳能光伏并网逆变系统,在Mat-labR2006a/Simulink仿真环境下进行仿真实验,验证了系统设计的正确性。