独立光伏系统中蓄电池容量检测方法的研究

【摘要】：近几年,太阳能发电技术得到了飞速的发展。蓄电池由于拥有较为低廉的成本和较高的可靠性,在独立光伏系统中被广泛应用。然而蓄电池作为独立光伏系统中的储能装置,由于对蓄电池剩余容量(State Of Charge, SOC)计算的不准确,导致对蓄电池过充过放,严重缩短了蓄电池的使用寿命。论文对独立光伏系统中蓄电池容量检测方法进行了研究,论文的主要工作如下：1、介绍了蓄电池工作的基本原理,分析了蓄电池的充放电特性以及影响蓄电池SOC的特性参数,对蓄电池容量在线检测的几种最为经典的算法进行了论述。2、通过对几种常用SOC算法的分析比较。本文采用了一种基于安时法和开路电压法结合的卡尔曼滤波SOC组合算法。该算法采用安时法为基础,以开路电压法对SOC初值进行估算,利用卡尔曼滤波算法对SOC的初值和实时值进行修正。3、对算法进行Matlab/Simulink仿真,仿真结果表明新算法减小了初始值估算误差和电流累计误差,提高了对蓄电池SOC估计的准确度。延长了蓄电池的使用寿命,提升了光伏系统的稳定性。4、本文设计了一款以PIC16F1939为主控芯片的独立光伏系统实验平台。对蓄电池的容量检测方法进行了实验验证,实验结果表明所采用算法的有效性。 【关键词】：独立光伏系统 蓄电池 充放电控制 容量检测算法
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 独立光伏系统的发展10-11
• 1.2 蓄电池容量检测方法的研究进展11-14
• 1.2.1 蓄电池容量检测研究的背景及意义11-13
• 1.2.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 本文的主要内容14-16
• 第二章 蓄电池的工作原理及特性分析16-25
• 2.1 蓄电池的工作原理16-17
• 2.2 蓄电池的主要特性参数17-20
• 2.2.1 蓄电池的剩余容量17-18
• 2.2.2 蓄电池的开路电压18-19
• 2.2.3 蓄电池的放电率19
• 2.2.4 蓄电池的温度19-20
• 2.3 影响蓄电池寿命的因素20-22
• 2.3.1 过充过放20
• 2.3.2 温度20-21
• 2.3.3 充放电电流21-22
• 2.4 蓄电池的充放电控制22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 蓄电池容量检测技术的研究25-37
• 3.1 蓄电池SOC检测的物理建模方法25-26
• 3.1.1 放电实验法25
• 3.1.2 安时法25
• 3.1.3 密度法25-26
• 3.1.4 开路电压法26
• 3.2 蓄电池SOC检测的人工智能算法26-30
• 3.2.1 神经网络法26-27
• 3.2.2 模糊逻辑法27-28
• 3.2.3 卡尔曼滤波法28-30
• 3.3 本文采用的SOC组合算法30-33
• 3.3.1 实验设计30-32
• 3.3.2 SOC估算流程32-33
• 3.4 仿真验证及分析33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 独立光伏系统实验平台的设计37-56
• 4.1 系统设计37-38
• 4.2 硬件设计38-49
• 4.2.1 主控芯片及外围电路设计38-39
• 4.2.2 功率MOS管驱动电路设计39-41
• 4.2.3 电源电路设计41-44
• 4.2.4 检测电路设计44-47
• 4.2.5 人机交互电路设计47-48
• 4.2.6 串口通信电路设计48-49
• 4.3 软件设计49-55
• 4.3.1 光伏系统软件设计49-53
• 4.3.2 人机交互程序设计53-55
• 4.3.3 通信程序设计55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 实验结果及分析56-65
• 5.1 实验平台的组成56-59
• 5.2 实验结果及分析59-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文72

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