太阳能车电气系统及功率平衡控制

【摘要】：随着煤炭、石油和天然气等化石燃料迅速消耗,以及由此带来的能源危机与环境污染日益加剧,近年来世界各国都在积极寻找和开发新的清洁、安全、可靠的可再生能源。太阳能具有取之不尽、用之不竭和清洁安全等特点,是理想的可再生能源。 太阳能车的能量系统为太阳能电池阵列和超级电容组的复合系统,在太阳能车的研究中,超级电容作为整个系统的储能装置,它是一个非常重要的核心部件。一方面它储存太阳能电池输出的电能,另一方面它又为负载供电。因此有必要对超级电容进行合理的管理。本文主要对太阳能电动车的电气系统进行研究,包括太阳能电池最大功率跟踪,功率平衡控制以及超级电容等方面的内容。首先分析了太阳能电池的结构、组成、效率以及电池的输出电压,对电流和功率特性进行了一些研究。通过对比分析目前对太阳能电池进行最大功率跟踪的各种方法,针对P-V特性,以现代控制理论为脉络,提出非对称模糊控制控制算法,实时跟踪太阳能最大功率。并在此基础上进行了仿真,结果表明,该控制算法可以有效地找到光伏电池阵列最大功率点。然后对太阳能车电气系统的各个组成模块进行了详细的分析与建模,并对太阳能车电气系统的拓扑结构进行了研究,在原有的电气系统拓扑结构的基础上增加一个支撑电容C来提高系统的动态性能。为了实现系统的功率平衡,本文在该拓扑结构的基础上提出了基于PI控制的功率平衡控制策略,并在此基础上进行了仿真,结果表明该拓扑结构及控制策略能很好的实现系统的功率平衡。 【关键词】：太阳能车 MPPT 超级电容 功率平衡控制
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 太阳能车发展历程8-10
• 1.3 MPPT控制研究现状10-12
• 1.4 功率平衡控制拓扑结构12-14
• 1.5 研究内容与章节安排14-16
• 第二章 太阳能车电气系统16-36
• 2.1 太阳能车电气系统结构16-17
• 2.2 光伏电池17-23
• 2.2.1 光伏电池的工作原理17-18
• 2.2.2 光伏电池的种类18-20
• 2.2.3 光伏电池的工作特性20-21
• 2.2.4 光伏电池数学模型21-23
• 2.3 超级电容23-28
• 2.3.1 超级电容原理23-24
• 2.3.2 超级电容的优缺点24-25
• 2.3.3 超级电容的分类25-26
• 2.3.4 超级电容的特性26-27
• 2.3.5 超级电容的模型27
• 2.3.6 超级电容充放电控制27-28
• 2.4 无刷直流电机28-35
• 2.4.1 无刷直流电机的基本结构28-29
• 2.4.2 无刷直流电机工作原理29-32
• 2.4.3 无刷直流电机的数学建模32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 太阳能车功率平衡控制36-50
• 3.1 基于非对称模糊算法的MPPT控制36-41
• 3.1.1 单向DC/DC36-37
• 3.1.2 模糊控制37-38
• 3.1.3 非对称模糊MPPT控制器的设计38-41
• 3.2 基于功率平衡的充放电控制41-49
• 3.2.1 双向DC/DC42-45
• 3.2.2 能流模型45-47
• 3.2.3 功率平衡控制策略47-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第四章 仿真与分析50-61
• 4.1 控制系统仿真模型50-57
• 4.1.1 光伏电池模型50-51
• 4.1.2 无刷直流电机模型51-56
• 4.1.3 双向DC/DC模型56-57
• 4.2 基于非对称模糊算法的MPPT仿真57-58
• 4.3 功率平衡控制仿真58-60
• 4.3.1 负载恒定、光伏电池向超级电容充电仿真58-59
• 4.3.2 负载功率突变仿真59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

太阳能光伏发电    崔容强;喜文华;魏一康;张兰英;

中国可再生能源面临的挑战与对策    薛惠锋;刘欢;

新型贮能元件超级电容器    桂长清

无刷直流电机无位置传感器转子位置自检测复合方法    鲁文其;胡育文;黄文新;储剑波;

基于Boost电路的光伏电池最大功率点跟踪系统    赵宏,潘俊民

自适应算法在光伏发电系统最大功率追踪中的应用    张淼,吴捷,侯聪玲,李金鹏

基于双并联Boost-Buck电路的光伏发电系统电压稳定控制    和贝;张建成;钟云;

超级电容器储能单元的设计分析    张慧妍;齐智平;

双电层电容器的技术性能及其测量    吴德明

城市交通的可持续发展与能源问题    顾树华,张希良

我国可再生能源发展战略研究    裴郁

模糊控制在光伏充电系统中的应用研究    谢磊

无刷直流电机无位置传感器控制的研究    李和明

三相光伏并网发电系统的建模与仿真    陶晓峰;谢君;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

100kW风光互补电站设计    杨帮宇;

双面太阳电池垂直安装发电性能的测试    王宁;吴昌宏;舒杰;

大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护    王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;

市电自动切换在独立光伏系统中的应用    袁世建;胥平;尚海涛;

新型智能化太阳能光伏控制器的研究与应用分析    傅定文;韩莉娅;庄勇;谢建;

太阳能高效路灯系统工作原理与设计    张鹏;

基于OIF-Elman网络的光伏电源最大功率点跟踪方法研究    苏刚;龚威;潘雷;高瑞;王贝贝;

The Application Study of Multi-level Inverter in the PVMS    

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

光伏发电最大功率跟踪控制方法的研究    李星辰;王琳;

基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究    孙冰;白树忠;郑世松;

光伏并网给定电流幅值偏移的孤岛检测方法    郑世松;孙冰;王玉斌;

关注能源结构与石油价格变化,走低碳交通之路    董苏华;赵翠霞;

含蓄电池储能的光伏并网发电系统的建模与仿真    董旭柱;雷金勇;饶宏;黄晓东;刘怡;李鹏;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池的研究进展    岳恩;唐龙;罗顺安;张平;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究    朱建光

光伏发电关键技术及电动汽车充电站可靠性研究    于蓉蓉

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

基于酞菁铜的太阳能电池的研究    刘一婷

热丝化学气相沉积制备硅氢薄膜及其性质的研究    郭小松

基于单位分解的非线性不确定系统模糊自适应镇定与跟踪控制分析    罗亮

弧形直线电机伸缩门及其控制研究    张志华

基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计    曹建

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

太阳能光伏发电单相并网逆变器研究    李本元

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

氧化物半导体的湿化学法制备    贾红

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

基于桥检车的驻车充电站系统的设计实现    杨光

超级电容器电动车——城市公共交通现代化新模式    王嘉善 ,王海杰

无刷直流电机换相转矩脉动的抑制    张磊,瞿文龙,陆海峰

基于滑模观测器的无传感器永磁同步电机矢量控制系统    吴春华;陈国呈;孙承波;

基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制    孙宜标,郭庆鼎,孙艳娜

基于转子凸极跟踪的永磁同步电机转子位置的自检测方法    王丽梅,郭庆鼎

基于RBF神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制    夏长亮,文德,范娟,杨晓军

太阳能光伏并网发电系统的研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

新型无位置传感器永磁同步电动机状态估计及其误差补偿方法研究    张剑;许镇琳;温旭辉;

一种独立光伏发电系统双向变换器的控制策略    廖志凌;阮新波;

无位置传感器无刷直流电机的控制策略    杜晓芸,林瑞光,吴建华

永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究    邱建琪

多相永磁无刷直流电机控制系统研究    袁飞雄

永磁同步电机伺服控制系统研究    姜飞荣

无刷直流电动机直接自控制控制策略研究    黄志峰

调速型液力偶合器在带式输送机中的软启动和功率平衡应用    张延声

高压变频调速控制下钢丝绳牵引胶带输送机功率平衡方案    李志;

集成式液压泵—马达系统功率平衡的试验研究    宋起跃,苑士华,胡纪滨

基于功率平衡的电力电缆故障测距方法    熊小伏,林金洪

调速型液力偶合器的性能及应用    赵培生

上运带式输送机双滚筒变频驱动若干问题的探讨    姜雪;于岩;

电动汽车动力性能分析与计算    任国军;杨久青;

带式输送机液粘软启动装置的特性及其控制    李鑫;陈梅;蒋琳;陈薇;

新型低谐波直流可控电抗器    张素丽;王建赜;牟宪民;纪延超;

液压能量回收的扭矩平衡游梁式抽油机    姜继海;谷峰;秦二卫;史万萍;

多机驱动带式输送机功率平衡的研究    徐鲁辉;李福东;张超;张晓永;宗成国;

神光Ⅱ功率平衡自动控制系统    毕纪军;蔡希洁;林尊琪;

基于功率平衡关系的三电平整流器的研究    郭孝园;李明;郁磊;

功率平衡用精密小能量测量系统实验研究    于天燕;蔡希洁;毕纪军;林尊琪;

本钢CDCM冷连轧机压下率的优化分配    张勇;蒋光炜;杨斌;

带式输送机差动液粘调速器多机功率平衡的研究    韩东劲;梁平;蒋卫良;

首钢京唐一冷轧酸轧过程控制系统数学模型分析    王飞;

本钢CDCM冷连轧机组弯辊设定的影响因素及其优化    张勇;迟秀斌;

本钢CDCM冷连轧机组弯辊设定的影响因素及其优化    张勇;迟秀斌;

折叠光路对铷原子喷泉钟的改进    史春艳;魏荣;周子超;赵剑波;吕德胜;李唐;王育竹;

非线性微分方程基础上的功率平衡研究 获2006年度国家自然科学基金资助项目    李建国

带式输送机软起动方式选择    刘浩宇 西山晋兴能源有限责任公司

华中科大磁储能系统通过验收    记者 柯进 通讯员 黄志明 实习生 赵记辉

烽火通信助广东电信构建80×10GDWDM网络    

用CY8C26233 PSOC设计的电子调光镇流器    山东 侯玉军 杜庆利 译

国内首次带实际用户孤网运行试验成功    记者 郝宏升 通讯员 鄢安河

测试未来网络    本报记者 吴晓伟

甘肃率先发布单点风电功率预报    记者 倪永强　通讯员 张铁军

可控传输起动装置让煤矿增产    

时间频率基准600万年不差1秒    记者　 张筱欣　通讯员　 卢敬叁

直流侧串联型有源电力滤波器的建模与控制研究    侯世英

模块化AC-DC-AC高频电力变换系统控制方法的研究    刘秀翀

单相电力电子负载研究与设计    王成智

基于CMAC的多驱动系统协调控制    李鑫

长距离带式输送机多电机驱动功率平衡的研究    王广阔

“神光—Ⅱ”角变反镜功率平衡控制应用研究    周华珍

金属带式液粘传动装置在带式输送机功率平衡中的研究与应用    徐朋

基于功率平衡原理的串联型有源电力滤波器研究    张东

基于神经网络控制的带式输送机功率平衡系统设计    高雄雄

一种并网逆变器控制策略的研究    姚爽

调速型液力偶合器双机驱动系统调控技术研究    王鑫

基于DSP的带式输送机多机驱动功率平衡模糊控制器的研究    莫丽红

用功率平衡分析非线性电子网络的稳定性    张海明

大功率长距离带式输送机智能控制方法研究    张旭