基于空间域dP/dV计算的光伏控制方法

为了消除基于扰动观测方法下的光伏系统输出稳态振荡,针对当前步长计算中dP/dV存在的零分母问题,以空间上相邻的数据计算dP/dV,去掉扰动观测,直接以dP/dV作为控制变量.在稳态下,避免了零分母问题,实现了稳态时无振荡;在动态下,高频的信号更新反馈保证了快速的动态跟踪过程.统一了最大功率跟踪模式(dP/dV=0)和功率热备模式(dP/dV<0),可以在不同的dP/dV参考值下实现优秀的输出性能.在Matlab/Simulink仿真和实物实验中,通过与传统P&O算法及最新MPPT算法的对比,证明了所提算法在最大功率跟踪性能上的优势;与基于时域dP/dV计算的控制方法对比,证明了所提算法在功率热备输出性能上的优势.     

小型离网光伏发电系统的设计

介绍了一种小型离网光伏发电系统的设计方案,用户可以利用光伏阵列产生电能,经过最大功率跟踪及boost电路升压后输出电能,并经过逆变后实现交流工频输出,为用户正常供电.同时,还可将部分能量储存在蓄电池中,在光照匮乏时为用户供电.系统具有结构简单、成本低廉、容量小、可行性高等特点,具有很高的推广价值.     

微网中光伏电源容量优化研究

提出一种以降低网损为目标函数且满足节点电压约束条件的微网中光伏并网容量的优化模型。以具有n个节点,n-1条馈线的微网为例建立了以网损最小为目标函数,以电压方程作为约束条件的线性规划模型。针对具有11个节点的算例,首先采用有功灵敏度分析法确定光伏电源的最佳接入位置,然后通过Matlab编程计算出该节点接入的光伏电源容量的最优值,最后通过Matlab作出系统有功损耗,随光伏电源接入容量的变化曲线,定性验证了该方法的可行性与实用性。     

应用于停车棚的光伏—储能微网发电系统研究

提出了应用于停车棚的分布式发电光伏储能微网发电系统设计方案,进行了并网光伏发电系统、储能系统和微网控制管理系统设计重点介绍了光伏电池阵列、并网逆变器、储能装置充放电系统、储能系统容量规划、微网电网结构、光储微网系统整合运行等设计内容。     

光伏发电系统的建模

针对光伏发电系统的建模与仿真以及MPPT控制和DC/DC变换器进行分析和评价.MPPT算法优化,可以使得现有的光伏和DC/DC转换器得以实现.     

基于分段控制的光伏全工况MPPT研究

光伏(PV)阵列输出特性随运行环境及自身工况的变化而变化.为满足不同工况下最大功率点跟踪(MPPT)控制需求,在对光伏阵列各工况下输出特性进行分析的基础上,提出了一种改进量子粒子群算法(QPSO)与扰动观察法相结合的MPPT分段控制方法.在跟踪控制初期,采用非一致性自适应变异DCWQPSO算法进行最大功率点全局搜索,使功率点快速收敛至最大功率点附近,提高跟踪速度;在跟踪控制后期,采用闭环模糊控制扰动观察法进行最大功率点局部搜索,提高跟踪精度.Matlab仿真结果表明,该分段控制方法在光伏阵列各工况下仅需0.32 s即可完成MPPT,并保持稳定,比其他控制方法具有更快的跟踪速度及更高的跟踪精度,可有效提高光伏发电效率.     

光伏-储能微网的协调控制策略

针对光伏发电系统和蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)构成的微网系统,采用基于下垂控制策略的协调控制,同时在变流器中采用逻辑脉冲宽度调制(LPWM)方法以提高光伏微网在孤网模式下为负载供电的安全性和稳定性.     

基于模糊控制的光伏发电系统DC-DC控制器技术研究

根据基于DC/DC变换器实现MPPT的各项优点及最大功率点跟踪的基本原理,本文提出了基于模糊控制的光伏发电系统DC-DC控制器技术,结果表明系统能够很好地跟踪此变化,使系统始终工作在最大功率点附近,具有很好的稳定性。     

基于太阳能光伏发电的LED照明系统研究

提出了一种用MSP430F147单片机控制的,以Buck变换器为核心,以蓄电池和Power LED为负载的太阳能光伏MPPT系统.设计了相应的检测、控制和保护功能电路.在实际中具有良好的应用前景.     

一种太阳能供电的低功耗WSN节点的设计与实现

无线传感器节点的电源因受模块体积的限制,电源能量极其有限。如要保证节点正常工作,需要经常更换电池,而手工方式更换电池极为不便,故限制了无线传感器网络的应用。现设计了一种太阳能自供电的传感器节点模块,并在节点上移植TinyOS系统,从节点硬件、软件方面进行改进,实现低功耗功能。测试结果表明,这种太阳能供电的低功耗节点能够大大延长节点的使用寿命,可以在实际项目中广泛使用。     

宽带低频振动能采集器驱动的无线传感节点

提出一种自供能的无线温湿度传感节点,其主要由振动能采集器、电源管理电路、微控制器、温湿度传感器和无线收发模块构成,无线传感节点由一个带滚珠的低频宽带振动能采集器供电。当加速度的幅值频率分别为9.8 m/s2和18.4 Hz,负载为140 kΩ时,采集器一根压电梁的输出功率为0.51 mW,半功率带宽为17.8%或3.8 Hz。电源管理电路包括LTC3588-1芯片、LT3009芯片和一个2 200 μF的电容,微控制器采用低功耗MSP430F149单片机,无线收发模块采用nRF24L01。实验结果表明,当外界环境振动加速度幅值为1 g,频率从5 Hz增加到18 Hz时,该节点均可正常测量并发送环境的温湿度信息,只是时间间隔由848 s缩短为60.2 s。采集器的宽带低频特征使该无线传感节点可应用于多种环境。        

大规模可再生能源电解水制氢合成氨关键技术与应用研究进展

新能源的快速发展为电力和化工行业带来了机遇和挑战，一方面，由于可再生能源电力消纳问题导致大量的弃水、弃光等能源浪费，另一方面，以绿氢为原料替代碳基化石能源合成氨，可以极大地减少化工行业的碳排放。因此，利用水力、光伏等可再生能源电解水制氢，为合成氨提供绿色原料，可显著提升可再生能源消纳能力，降低能耗与碳排放，服务国家“碳达峰、碳中和”目标。然而，可再生能源电力电量的波动性难以适配传统合成氨生产过程的平稳性要求，大规模可再生能源电解水制氢合成氨的设计与运行依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究突破适应可再生能源波动特性的大规模电解水制氢合成氨系统的集成与调控关键技术。对此，本文首先对可再生能源电解水制氢合成氨的工艺组成及过程进行介绍，包括电解水制氢工段、压缩缓冲工段、化工合成氨工段，进而提出该系统建设的关键技术体系，包括可再生能源波动条件下的合成氨工艺流程优化和柔性调控技术、考虑“电-热-质”耦合的大规模电解水制氢系统的模块化集成和集群动态控制技术、计及可再生能源波动性与化工多稳态特性的“源-网-氢-氨”的全系统协同控制技术、计及电、氢、氨等要素的全方位安全防护与市场运营机制。针对适用于柔性生产的合成氨工艺优化及多工段协同调控技术，在考虑氢储供量与催化剂性能下，综合合成塔、压缩机、气体分离、换热网络等子系统开发了合成氨高保真代理模型；研究了可再生能源供给和市场需求波动下，充分考虑操作安全性和过程经济性的电解水制氢合成氨各子系统的适配方案与协同控制技术。针对大规模电制水制氢系统模块化集成和集群动态控制技术，基于奇异摄动和代理模型技术研究了集群系统多时间尺度时域仿真方法，建立了电解集群系统多物理耦合状态空间模型；综合考虑了模块启停组合调度、模块间功率分配调度及模块自身灵活调节，计及安全运行区间及电热气接口特性约束，以提高氢产量、提升能量利用效率、改善水光电源消纳和跟踪电网调峰调频指令为目标，构建了集群系统多目标分层调度与控制模型。针对氢能参与电网的全系统协同控制技术，研究了水光互补发电、电制氢、储氢、合成氨、储氨多工段间稳态运行特性的多工段间灵活运行方法，以及电制氢合成氨系统柔性动态协同控制方法；综合采用了静态等值和参数聚合等方法降维和等值电制氢合成氨系统仿真模型，研究了源网氢氨协同提升系统安全稳定性的优化控制方法和技术指标；结合电网调频和调峰特性，研究了电制氢合成氨系统参与电力辅助服务的策略。建设大规模可再生能源电解水制氢合成氨系统，提高可再生能源本地消纳率和并网调度友好性，降低化工碳排放，具有显著社会效益和战略意义。     

太阳能集热板吸附着色法的研究

研究了太阳能集热板的吸附着色法，这种方法是将集热板经阳极氧化后，再用无机盐着色。得到的集热板集热效率高，使用寿命长，用于太阳能热水器，效果良好。     

基于光伏技术的太阳能建筑设计

阐述了太阳能光伏发电技术原理,针对光伏设备和建筑结合途径进行了探讨,总结建筑围护结构与太阳能光伏发电系统有效结合的两种形式,分析了其构成特点和产生的效益。     

水源热泵辅助太阳能供暖

采用热管作为集热器的水源热泵式太阳能供暖系统。分析了热管式真空集热管性能,指出太阳能保证率是确定最佳集热面积的关键问题,以实际工程为例进行了经济性分析。     

几何大变形太阳能无人机非线性气动弹性稳定性研究

大柔性太阳能无人机在气动载荷的作用下产生较大的弯曲变形,机翼结构的刚度、质量分布等特性亦发生较大改变,线性理论无法满足这类飞机气动弹性稳定性分析的精度要求。基于Co-rotational(CR)理论,推导了结构变形后的切线刚度矩阵和质量矩阵,建立了大柔性机翼结构动力学模型;采用建立在局部气流坐标系下的片条非定常气动力模型,建立了考虑几何非线性效应的大柔性无人机气动弹性运动方程。引入准模态假设,采用P-k法研究了几何大变形对类"太阳神"布局太阳能无人机的气动弹性稳定性的影响。研究结果表明:随着弯曲变形的增加,非线性颤振速度可降低10%以上,非线性颤振频率可下降8%;合理的增加扭转刚度、前移弹性轴、前移剖面质心等,均可以有效改善几何大变形引起的不利影响。研究工作对大柔性飞机的气动弹性设计具有一定的参考意义。     

太阳能干燥装置的数学模型

在质量和能量守恒的基础上，对液体干燥剂制冷和除湿能力储存环节进行了分析，建立了描述太阳能干燥装置的数学模型，对CaCl2和LiCl等典型液体干燥剂的分析表明，理想情况下，二者的储能密度可达1000MJ/m^3和1400MJ/m^3，远大于水和冰的储能密度，并分析得出液体干燥剂储能密度随溶液浓度变化的关系，以及影响其储能密度的其它因素．     

民用建筑太阳能的利用

太阳能技术包括太阳能光电技术与太阳能光热技术。太阳能不会对环境产生污染,且可永久获得,因而太阳能光热利用将成为世界上最大的节能减碳项目之一。然而在我国民用建筑太阳能使用和推广中已出现诸多问题:太阳能光热产品市场无序竞争,小区住户安装太阳能光热产品遇到技术、管理和法律层面的阻碍。建议地方政府制定相关节能强制政策与技术规范,主要包括:制定民用建筑太阳能热利用强制政策和太阳能建筑一体化技术规范,清晰楼顶产权,建立政府补贴制度,成立太阳能光热利用专业指导委员会,从而实现节能减排与促进低碳经济的发展。     

住宅建筑外窗节能及对太阳能的合理利用

建筑外窗由薄壁轻质构件组成,是建筑外围护结构中保温、隔热最薄弱部分．不仅存在温差传热问题,而且还存在着通过窗户缝隙的空气渗透传热及通过玻璃的太阳辐射传热问题．笔者通过对外窗传热问题的分析,阐述了外窗节能的措施及效果,提出了提高外窗节能性能建议．