摘 要

本文簡單介紹了風(fēng)能發(fā)電的重要性和世界各國的重視程度，以及我國在這方面的差距。我國作為世界上的風(fēng)能大國，尚不具備獨立開發(fā)風(fēng)力發(fā)電機，尤其是大型風(fēng)力發(fā)電機的能力。與此相關(guān)的基礎(chǔ)研究、實驗研究、設(shè)計水平是主要的制約因素。本文針對風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計了一套小型模擬裝置，包括太陽能電池模擬，用直流電機對風(fēng)機的模擬和交錯并聯(lián)Buck-Boost蓄電池充電主電路，并對交錯并聯(lián)Buck-Boost電路和交錯并聯(lián)Cuk斬波電路進行了研究、仿真，以及進行了模擬風(fēng)機裝置的調(diào)試。系統(tǒng)控制全部采用Freescale公司的56F8013 DSP控制實現(xiàn)，給出了各部分流程圖。對于軟硬件的關(guān)鍵問題還給出了相應(yīng)解決方案。

關(guān)鍵詞：風(fēng)光互補 風(fēng)特性 DSP 單極性移相PWM 交錯并聯(lián)



目 錄
摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1引言. 1
1.1風(fēng)力發(fā)電的概況. 1
1.1.1.我國的風(fēng)力資源和太陽能資源 1
1.1.2.風(fēng)光發(fā)電的優(yōu)點 3
1.1.3.我國的風(fēng)光發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r 3
1.1.4.畢設(shè)任務(wù)的提出 4
1.2風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)概述. 4
1.2.1.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的組成 4
1.2.2.系統(tǒng)控制技術(shù) 5
1.2.3.風(fēng)的基本特性 6

2系統(tǒng)總體設(shè)計. 8
2.1風(fēng)力發(fā)電技術(shù). 8
2.2系統(tǒng)總體框圖與控制方案 11
3系統(tǒng)的硬件設(shè)計 18
3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計. 18
3.2系統(tǒng)主電路. 28
3.3電源模塊. 28
3.4檢測模塊. 30
3.5 驅(qū)動模塊 31
4 PWM控制方案 33
4.1全橋變換電路的PWM控制策略 33
4.1.1全橋逆變電路的三種控制方式 33
4.1.2全橋逆變電路輸出的整流濾波 36
4.1.3橋式電路直接整流電路的PWM控制策略研究 37
4.2 IGBT的保護和軟開關(guān)技術(shù) 41
4.2.1 IGBT的保護 41
4.3蓄電系統(tǒng) 43
4.3.1蓄電池充放電原理 43
4.3.2蓄電池的模型 44
4.3.3常用充電方法 44
5系統(tǒng)軟件設(shè)計 45
5.1 軟件實現(xiàn)功能 45
5.1.1模擬風(fēng)能電池輸出裝置軟件主要實現(xiàn)功能 45
5.1.2直流電機電樞電流控制軟件主要實現(xiàn)功能 45
5.1.3蓄電池充電電路軟件主要實現(xiàn)功能 45
5.2 軟件設(shè)計工具 45
5.2.1軟件開發(fā)環(huán)境CodeWarrior概述 45
5.2.2 PE(Processor Expert)概述 46
5.3 程序?qū)崿F(xiàn)方法及流程圖 46
5.3.1模擬風(fēng)機流程圖 46
5.3.2蓄電池充電電路流程圖 48
5.4 程序關(guān)鍵部分的實現(xiàn) 50
5.4.1使用DSP芯片實現(xiàn)PWM移相 50
5.4.2 DSP定標(biāo)和標(biāo)幺化 50
6系統(tǒng)仿真與產(chǎn)品調(diào)試 52
6.1 仿真工具簡介 52
6.2 交錯互補BUCK-BOOST斬波電路 52
6.2.1仿真模型 52
6.2.2仿真結(jié)果 52
6.3 模擬風(fēng)機系統(tǒng)調(diào)試 55
6.3.1調(diào)試設(shè)備 56
6.3.2跟蹤風(fēng)機I-n曲線實驗 56
6.3.3結(jié)論 59
6.4系統(tǒng)調(diào)試 59
6.4.1 8037控制板測試 59
6.4.2 8013加速度板檢試 60
6.4.3驅(qū)動板調(diào)試 60
6.4.4 整機測試 62




7總結(jié)與展望 65
參考文獻 66
注釋 67
附錄 68



引言
1.1. 風(fēng)光發(fā)電的概況
1.1.1. 我國的風(fēng)力資源和太陽能資源
當(dāng)今世界，氣候變暖、環(huán)境污染、能源緊張等問題越發(fā)嚴峻。在諸多挑戰(zhàn)面前，世界各國不謀而合尋找到一條坦途，就是大力發(fā)展可再生能源。
我國擁有豐富的太陽能資源。據(jù)統(tǒng)計，每年中國陸地接收的太陽輻射總量，相當(dāng)于24000億t標(biāo)煤，全國總面積2/3地區(qū)年日照時間都超過2000h，特別是西北一些地區(qū)超過3000h。另一方面，隨著當(dāng)前世界光電技術(shù)及其應(yīng)用材料的飛速發(fā)展，光電材料成本成倍下降，光電轉(zhuǎn)換率不斷提高，這將帶來太陽能發(fā)電成本的大幅度下降。世界光伏界一般認為，到2010年太陽能光伏電池成本將降低到可以與常規(guī)能源競爭的程度。這為我國大力開發(fā)太陽能資源提供了可能。



參考文獻
[1]江澤民．對中國能源問題的思考［J］．上海交通大學(xué)學(xué)報,2008.[102-108]
[2]劉萬琨．風(fēng)能和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．[1-6]
[3]錢伯章．新能源［Ｍ］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2007．[107-158]
[4]邢運民，陶永紅．現(xiàn)代能源與發(fā)電技術(shù)［Ｍ］．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007．[175-252]
[5]王素霞．國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］．電氣時空，2007.[20-22]
[6] 阮新波，嚴仰光．直流開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù)［Ｍ］．北京：科學(xué)出版社,2000．[50-135]
[7] 楊旭．開關(guān)電源技術(shù)［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社．[35-45]
[8] 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007．[107-110]
[9] 胡炎申，謝運祥．三相交錯并聯(lián)Boost DC/DC 變換器設(shè)計與研制[J]．電力電子技術(shù)，2006. [45-47]
[10] Po-Wa Lee ect．Steady-State Analysis of an Interleaved Boost Converter with Coupled Inductors[J]．IEEE Transactions On Industrial Electronics．2000.[ 787 -791]
[11] 劉志剛．電力電子學(xué)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2004．[124-126]
[12] 孫栩．一種新的低壓大電流DC/DC變換器的研究[D]．天津：天津大學(xué)，2004．
[13] 鐘勇．風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池充放電控制器的研究[D]．合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2006．
[14]王治國，高玉峰．鉛酸蓄電池等效電路模型研究[J] ．裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報,2003.[78-81]
[15] 王體民，馮長征．蓄電池常見充電方式的比較與注意事項［J］．養(yǎng)護指南．2008.[4]
[16] 匿名．光電編碼器在電機控制中的應(yīng)用[J/OL] ．慧聰網(wǎng)“編碼器”關(guān)聯(lián)資訊．2009/3/30．
[17] Freescale. Motor Control [EB/OL].
[18] 冬雷．DSP原理及電機控制系統(tǒng)應(yīng)用［Ｍ］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007．