开题报告-风光互补发电智能控制系统设计.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化设计(论文)题目：风光互补发电智能控制系统设计指导教师: 年 月 日毕 业 设 计 开 题 报 告1选题依据：1.1研究的目的和意义在我们的日常生活中，所用电力几乎都是由传统的电力提供的，但是受到外界环境限制，它并不能遍及每一个用电领域。于是我们需要开发新的独立的供电系统。随着经济的快速发展，能源的消耗逐年增加，常规能源面临日益枯竭的窘境，迫切需要可再生的新型清洁能源。在目前众多可再生能源与新能源技术开发中，潜力最大、最具开发价值的是风能和太阳能。它们是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源。近年来，风能和太阳能的利用技术发展迅速，10年前，世界风光电总功率不到100万KW,如今已超过1000KW。据估计，20年内风光电将可满足世界电力需求的10%，成为21世纪主要的电源之一。采用单一的太阳能或风能发电，存在冬季风能资源丰富、太阳能资源欠缺；夏季太阳能资源丰富、风能资源欠缺的问题。使全年某些月份供电不足。事实上太阳能与风能在时间上有很强的互补性，这种互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，即风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。又由于风力发电系统和太阳能发电系统的蓄电池与逆变器是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理，作为独立发电系统，可靠性大为提高。1.2国内外的发展现状由于对环境和能源的重视，世界各国都对新型能源进行了深入的研究和开发。目前欧洲在这方面处于领先水平，特别是在风力发电和太阳能发电技术方面取得了大量成果。欧洲在新能源领域的研究主要集中于大型并网电场以及相关技术的研究。目前风力发电最大单机容量已经超过4.5MW，而太阳能发电容量也超过了100KW。国外在风光互补方面的研究却很少。风力发电和太阳能发电的独立控制技术已经成熟，在最大功率点追踪控制、预测控制以及系统结构等方面的研究是当前研究的热点。在国内对于风光互补发电系统研究的主要有中科院电工研究所、内蒙古大学等。各单位主要在以下几个方面进行研究：风光互补发电系统的优化匹配计算、系统控制等。目前中科院电工研究所的生物遗传算法的优化匹配和内能故大学新能源研究中推出来的小型户用风光互补发电系统匹配的计算辅助设计，在匹配计算方面有着领先的地位，而合肥工业大学智能控制在互补发电系统的应用也处在前沿水平。 参考文献1 李彬，王朝阳,卜涛等. 基于MSP430F149的最小系统设计J.国外电子测量技术，2009,12(3)2 邱银安，周咏梅，彭三城等. MSP430F149单片机及其应用研究J.株洲工学院学报，2004,5 3 邱浩，邵广建. 基于Matlab的小型离网风光互补发电系统仿真J.信息与电脑，2014,114 李习武. 风光互补发电系统设计方法研究J.信息与电脑，2014,205 李海英，张丹，贾永丽等. 季节对风光互补发电特性的影响J.节能，2014,116梁松坚. 风光互补型LED路灯的应用分析J.科技与企业，2015,67 王长路，王伟功，张立勇等. 中国风电产业发展分析J.重庆大学学报，2015,018 刘兆强，张旭，张孝男等. 从经济角度浅议风光互补发电系统J.科技与企业，2015,049 郭金建，雷鸣意. 风光互补发电的节能LED灯控制系统设计J.单片基于嵌入式系统应用，2015,0110 丁陆，邓秋玲，陈可等. 分布式风光互补发电系统概述J.湖南工程学院学报，2015,0111 Johnson A. ASUMADU,Ghassan HALASA. Wind-Solar Hybrid Electrical Power Production to Support National Grid: Case Study JordanJ. Energy and Power Engineering，2009，Vol.01 (02)，pp.72-8012 Ning Chen，Xiao Qu，Weibing Weng. Design of Wind-solar Complementary Power System Based on Progressive Fuzzy ControlJ. Journal of Computers， 2014，Vol.9 (6)，pp.1378-138413 George Caralis，Kostas Rados，Arthouros Zervos. The effect of spatial dispersion of wind power plants on the curtailment of wind power in the Greek power supply systemJ. Wind Energy，2010，Vol.13 (4)14MichaelVilim，AudunBotterud.WindpowerbiddinginelectricitymarketswithhighwindpenetrationJ. AppliedEnergy,201315G.Prinsloo,R.Dobson,K.Schreve.CarbonFootprintOptimizationasPLCControlStrategyinSolarPowerSystemAutomationJ.EnergyProcedia,2014,Vol.49 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案：2.1研究内容风光互补发电智能控制系统要对发电的输出电压、蓄电池的电压以及充电电流等参数进行实时监控，从而完成对充放电的控制。蓄电池的充电电压和电流由相应的传感器检测并经过 A/D 转换以后送给单片机，单片机根据控制流程和相关设定参数对蓄电池的充放电进行智能控制。 2.2研究方法光伏阵列RS232风机电压采样LCDDC/DC变换器驱动电路MSP430处理器驱动电路DC/DC变换器光伏电压采样蓄电池电压采样充放电电流采样整流器风力机组蓄电池 图2.2.1 控制器基本结构图工作原理：设计的风光互补发电智能控制系统以 MSP430F149 单片 机为控制核心，设计相关出硬件结构和子模块，包括单片机芯片、辅助电路、显示电路、通信接口电路、检测电路等。这些模块化电路能够相互独立工作，并且与上位机进行通信，同时实时监控蓄电池的充放电状态与温度来实现对整个系统储能的监控，并通过 PWM 输出波形调节 DC/DC 电路，使得太阳能和风能发电产生的不稳定能源变为可以控制的稳定能源形式，同时计算风力发电机和太阳能发电的最大功率输出，实现实时控制。 2.3研究进度3月09日-3月27日 查阅资料，了解课题背景，掌握基本技术，制定设计思路，完