风光互补发电系统+原理框图+PCB电路图+流程图 第2页
1 绪论1.1能源问题
能源是不仅仅是现代经济社会发展的基础，也是经济社会发展的重要制约因素。当前，包括我国在内的绝大多数国家都以石油和煤炭等矿物燃料为主要能源。随着矿物燃料的日益枯竭和全球环境的日益恶化，很多国家都在认真探索能源多样化的途径，积极开展新能源和可再生能源的研究开发工作。“解决能源危机可以有如下三种办法：一是提高燃烧效率以减少能源消耗，实现清洁煤燃料以减少污染；二是开发新能源，积极利用可再生能源；三是开发新材料、新工艺，最大限度地实现实现节能。太阳能和风能被看作是最具有代表性的新能源和可再生能源，作为这两种能源的高级利用，太阳能发电和风力发电技术受到世界各国的高度重视。”[1]本文来自~文*论~文'网
1.2风能太阳能的概况
人太阳能能分布广发，可自由利用，取之不经，用之不竭，是人类最终可以依赖的能源。而光伏发电技术是太阳能利用技术中最具有发展前景的方式之一。[5]它具有无污染、无噪声、安全可靠、故障率低、文护简单、建设周期短等优点。它是今后可替代矿物燃料的战略性能源，又是当前边远地区能源供应的一种有效的补充。随着矿物燃料的逐渐消耗，太阳能光伏发电技术将越来越显示其重要性和发展潜力。
风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射造成地球表面受热不均引起的，引起大气层压力分布不均，以致空气流动所形成的动能称为风能。风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源，一起蕴藏量巨大、可以再生、分布广泛以及没有污染等优势而在各国发展迅速。全球的风能约为2.74×109WM，其中可利用的风能为2×107WM，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
可以看出，太阳能发电和风力发电对于改善能源结构、推动生态环境建设，特别是对边远地区的生产、生活用电等诸多领域的发展将发挥积极的作用，具有广阔的市场前景。
1.3 风光发电的发展概况毕业论文
http://www.751com.cn光伏发电技术
1839年，法国物理学家EdmondBecquerel意外的发现，用两片金属浸入溶液结构的付打电池在光照下会产生额外的电视，他将这种现象称为“光生付打效应（Photovoltaic Effect）”。1873年，英国科学家WilouzhbySmith观察到对光敏感的硒材料，并推断出在光的照射下硒导电能力的增加正比与光通量。1880年，Charles Ffitts 开发出以硒为基础的太阳能电池，以后人们即把能够产生光生付打效应的器件称为“光伏器件”。半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高，通常称这类光伏器件为“太阳能电池（Solar Cell）”。1954年，贝尔实验室的科学家们第一次用晶体硅材料制成了光伏电池，光电转换效率高达4%。始于20世纪50年代的空间发展计划成为光伏发电技术的第一个主要应用对象，而且光伏技术的发展也成为整个空间技术发展计划的一部分，对光伏技术的发展起到了巨大的推动作用。今天，几乎所有的人造卫星都是靠光伏电池供电，包括通信卫星、军事卫星和科学家实验卫星。
风能发电技术
20世纪90年代中后期，在世界范围内形成了一股风力发电热，风力发电量增长速度居全球之首。全世界风力发电迅猛发展的原因主要有一下几个：第一，风力发电技术比较成熟。近20年来，美国、丹麦等国家投入了大量的人力、物力和财力研究可以商业运营的风力机，取得了突破性的进展。可利用率从原来的50%提高到98%，风能利用系数超了40%。由于采用计算机技术，实现了风机自诊断功能，安全保护措施更加完善，并且实现了单机独立控制、多机群控和遥控，完全可以无人职守。现代风力机技术是现代高科技的完善组合。目前，百千瓦级风机已经商品化，投入批量生产，兆瓦级机组也正小批量生产。第二，风力发电具有经济性。目前据美国能源部2000年统计，全世界风力发电机组的单位造价已降为1000美元/KW，单位发电成本为4~7美分/kWh；而火力发电单位造价为700~800美元/KW，单位发电成本为5~8美分/kWh。第三，全球有丰富的风能资源。据统计全球风能潜力约为目前全球用电量的5倍。美国0.6%的陆地面积安装了风力发电机，便可以满足美国目前电力需求的20%。第四，政府的优惠政策。美国政府为风力机行业提供40%的信贷；德国政府也给风力机投资者提供资助，资助金额最高达单台风力机投资的60%；丹麦政府对风力机投资者提供资助，20世纪80年代初期为30%，以后逐年减少，到1990年资助完全取消。这些优惠政策，促进了风力商品化进程，这也是以上3个国家能成为世界上风电生产大国的一个主要原因。第五，风力发电是实现人类可持续发展的需要。随着现代工业的飞速发展，人类对能源的需求明显增加，而地球上可利用的常规能源日趋匮乏。据专家预测，煤炭还可以开采221年，石油还可以开采39年，天然气只能用60年。国际能源专家预言：21世纪是风力发电的世纪。绿色能源——风力发电将为人类最终解决能源问题带来新的希望。【2】
风光互补发电
上世纪八十年代许多人开始了风能、太阳能的综合利用的研究。丹麦的N.EBusch和Kllenbach（1981年）提出了太阳能和风能混合利用技术问题；美国的C.LAsPliden（1981）研究太阳能——风能混合转换系统的气象问题；前苏联的N.sarin等根据概率原理，统计出近似的太阳能风能潜力的估计值；余华杨等（1987）也提出了太阳能、风能发电机的能量转换装置。尽管太阳能和风力发电有上述众多优势，但是作为独立供电设备二者均存在一定的局限性。独立的风力发电装置在无风天气下无法提供电能的连续供应，而太阳能发电装置在夜晚以及阴雨天等气候条件下无法保证电能的连续供应。采用风光互补发电技术后，可以有效解决单一发电不连续问题，保证基本稳定的供电。我国属季风气候区，一般冬季风大，太阳辐射强度小；夏季风小，太阳辐射强度大。同时大部分地区正午太阳光强的时候一般没有风，而在夜间没有太阳光照的时候风力则相对较强。风和光在时间上的互补性使得风光互补发电技术在保障供电连续性上有重大意义，风光互补发电系统具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。因而风光互补发电技术正在得到广泛地应用。
1.4毕设任务的提出
将风力发电机与太阳能电池组合，通过控制系统对蓄电池进行充电，就能保证晴天、阴雨天的充电能量能够持续。但是由于风能和太阳能受气候影响波动大，输出不稳定，而且二者输出功率不匹配，使得风光互补发电系统协调工作存在一定困难。因此，本文的主要目的是在模拟一套风光互补发电系统装置对风光互补发电匹配进行试验，设计一种用于小型风光互补发电系统储能环节的充电控制器，该控制器能够实现升降压控制稳定输出电压，这样就可以将功率变化较大的风电和光电有效的加以利用，从而提高系统的整体运行效率。
1.5本文的主要内容毕业论文
http://www.751com.cn主要的工作
本文对风光互补发电系统的特点设计了一套风光互补模拟装置，其中包括风机模拟装置和太阳能电池输出模拟装置，并设计了蓄电池充电电路，还进行了大量理论研究、仿真模拟和实验验证。本文主要章节如下安排：
第一章 介绍了本课题提出的背景，将当今世界的能源问题和新的能源的发展情况进行了简要的概述，明确了自己的设计任务。
第二章 简单的介绍了风力发电，太阳能发电以及风光互补发电的发展和技术特点、难点。
第三章 给出了总系统的设计方案，有系统的总框图、蓄电池充电主电路、模拟太阳能电池输出装置和模拟风机装置的电路框图。
第四章 就本文所涉及到的关键问题进行了分析与解决，包括主要拓扑结构的选择，控制策略的选择和实现方法等。本文来自~文*论~文'网
第五章 用PSIM对本文提到的两种交错拓扑进行了仿真研究，得到了些仿真结果，证明了设计思路的合理性和分析结果的正确性；并对桥式电路的模拟风机和太阳能输出效果做了实验，证明了可行性。
第辣章 总结了个人所做的工作和不足之处。
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