光伏建筑中的智能供电系统研究与设计

【摘要】：由于世界能源危机的加剧，各国都从两条路径来寻求解决能源危机的方法。一条是开发新能源或者利用可再生能源来替代矿物燃料；另外一条则是寻求新的节能技术，更高效的利用能源，从而延缓能源危机所带来的影响。太阳能光伏发电与建筑相结合可以更便捷地就近得到清洁能源，同时在建筑中寻求节能无疑是最好的将新能源利用与节能的体现。 太阳能光伏建筑一体化发电技术(BIPV即Building Integrated Photovoltaic)的核心是通过在建筑的屋顶、外墙、玻璃等面上铺设太阳能光伏发电阵列，将既有建筑变成太阳能电站的技术。该技术是太阳能光伏发电系统在建筑上的延生应用，其可以与建筑的外观外貌很好的结合，但又不影响建筑物的美观和用途。建筑物智能化不断提高，给人们提供了一个安全、高效、舒适、便利的环境的同时，人们对建筑节能要求的提高。智能供电系统依托于电网和现代管理理念，利用测量、有效控制、网络通信以及储能等技术，实现电力资源的最佳配置，达到降低用户用电成本、提高供电可靠性和用电效率的目的。本课题的意义在于如何在光伏一体化智能楼宇中做到直接使用光伏直流供电，利用新能源和提高能源的利用效率。 本文介绍了太阳能光伏产业、智能楼宇及其供电技术的发展历史、现状以及趋势，在此基础上，本文探讨了智能供电技术、双路电源切换技术以及载波通信技术的结合应用，对基于太阳能发电的用电管理策略的进行了深入研究，建立了控制模型，并以本校图书馆为例进行了测试和分析。 最后，本文提出了该系统设计方案，并分别详细介绍了其硬件设计和软件设计。硬件的控制部分主要基于Atmega48芯片，还有一些外部器件等，软件是以用电管理策略为控制基础，用载波通信技术来组网。总而言之，本文设计总思路是把太阳能光伏发电技术与智能楼宇供电技术相结合，用载波通信网为信号传输载体，运用合理的供电策略，设计出光伏建筑中的智能供电系统研究。 【关键词】：光伏发电 智能供电 电源切换 Atmega48
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 光伏建筑一体化10-14
• 1.2.1 太阳能光伏产业发展状况10-12
• 1.2.2 光伏建筑一体化的发展12-14
• 1.3 智能楼宇的供电简介14-16
• 1.3.1 智能楼宇14-15
• 1.3.2 智能供电15-16
• 1.4 直流供电国内外发展历史及趋势16-17
• 1.5 课题研究的内容、创新点17-19
• 1.5.1 课题研究的内容17-18
• 1.5.2 课题研究的创新点18-19
• 2 光伏建筑中的智能供电系统19-26
• 2.1 光伏发电系统原理及应用19-20
• 2.1.1 光伏发电系统19-20
• 2.2 公共建筑供电系统分析20-26
• 2.2.1 公共建筑耗能特点20-22
• 2.2.2 供电系统控制量分析22-23
• 2.2.3 供电系统控制模型的建立23-26
• 3 供电策略及控制方案26-34
• 3.1 模糊控制系统及基本原理26-28
• 3.2 系统短期负荷预测28-29
• 3.3 系统控制过程29-30
• 3.3.1 负荷初始参数设置29
• 3.3.2 功率参数的调整29-30
• 3.4 应用测试分析30-32
• 3.5 仿真测试32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 4 智能供电系统设计34-55
• 4.1 系统方案设计34-38
• 4.1.1 系统结构设计34
• 4.1.2 系统硬件设计总体方案34-35
• 4.1.3 系统各部分功能介绍35-38
• 4.2 系统主要硬件设计38-41
• 4.2.1 双电源自动切换控制器38-40
• 4.2.2 切换动作过程40-41
• 4.3 系统通信子模块41-48
• 4.3.1 低压电力线载波模型42-43
• 4.3.2 单元电路设计43-45
• 4.3.3 低压电力线载波组网路由模式45-48
• 4.4 系统软件方案设计48-51
• 4.4.1 管理软件设计49
• 4.4.2 分控机软件设计49-50
• 4.4.3 中继站软件设计50-51
• 4.5 切换装置控制软件设计51-53
• 4.5.1 主模块程序设计51-52
• 4.5.2 子模块程序功能52-53
• 4.6 系统供电流程图53-55
• 5 结论55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 附录60

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