風(fēng)力光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析【任務(wù)書+畢業(yè)論文+開題報告】,風(fēng)力光伏,混合,發(fā)電,系統(tǒng),匹配性,運行,特性分析,任務(wù)書,畢業(yè)論文,開題報告,風(fēng)力光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 畢業(yè)論文（設(shè)計）中期 檢 查表 學(xué)生自查 畢業(yè) 設(shè)計 （ 論文 ）題目 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè) 熱能與動力工程 根據(jù)工作任務(wù)與進度安排，至檢查日前應(yīng)完成的工作任務(wù) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計開題報告 翻譯（中英文） 實證材料 譯文完成 情況 ?已譯完 □未譯完 □未譯 本人認為工作任務(wù)完成情況 工作進度： ?按期完成 □基本按期完成 □已拖期 工作質(zhì)量：□較好 ?一般 □較差 如已拖期，請說明拖期原因及解決 辦法 □工作拖拉 □教師指導(dǎo)不力 □設(shè)備條件不具備 □其它 解決辦法 本人為體現(xiàn)已完成的工作 情況 ，提供下列材料 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計開題報告 翻譯（中英文） 實證材料 指 導(dǎo) 老 師 意 見 工作進度 □較快 □正常 □較慢 □太慢 工作質(zhì)量 □較好 □一般 □較差 □太差 結(jié) 論 □ 合格 □ 基本合格 □ 不合格 評價與措施： 指導(dǎo)老師（簽名） ： 年 月 日 學(xué)院檢查組意見： 簽名： 年 月 日 注： 講求實效， 主要 是 找問題，找差距。 對中期檢查不合格的學(xué)生提出警告。 份反饋學(xué)生，一份交學(xué)院教務(wù)辦備案。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 能源與動力工程 系 熱能與動力工 程 專業(yè) 班 題 目 風(fēng)力 /光伏 混合 發(fā)電系統(tǒng) 的 匹配性及 運行特 性 分析 任務(wù)起止日期 ： 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 教研室主任 年 月 日審查 院 長 年 月 日批準(zhǔn) 一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù) 課題內(nèi)容 研究對象： 風(fēng)力 /光伏 混合 發(fā)電 路燈 系統(tǒng) 主要組件： ① 小型風(fēng)力發(fā)電機 ： 400W， 5 葉片， 24V； ② 太陽電池板：單晶硅太陽電池板 150W,2 塊，能量轉(zhuǎn)換效率 15%以上 ； ③ 風(fēng)光互補控制逆變一體機：風(fēng)機輸入功率 600W；太陽能輸入功率， 1000W； ④ 蓄電池 ： 容量 200定電壓 12V， 2 塊， 輸出功率 1000W， 220V； ⑤ 發(fā)光二極管路燈 。 研究內(nèi)容： ① 系統(tǒng) 總體分析 ： 需求分析 、容量設(shè)計、電氣設(shè)計、 硬件選配 等。 ② 組件匹配性分析： 對 太陽能電池板 、風(fēng)力發(fā)電機、 蓄電池、逆變器等各組件進行匹配性分析。 ③ 系統(tǒng)運行特性分析 ：監(jiān)測系統(tǒng)運行參數(shù)，對系統(tǒng)運行特性進行分析。 ④ 系統(tǒng) 成本 效益分析 。 課題任務(wù)要求 1、 查閱關(guān) 于 光伏系統(tǒng) 的 文獻資料 ，寫一篇本課題的文獻綜述，作為畢業(yè)論文的一部分。 2、翻譯一篇關(guān)于太陽能發(fā)電的英文論文。 3、 對光伏系統(tǒng)運行參數(shù)進行測量分析。 4、撰寫畢業(yè)論文。 5、整理好所有文檔資料。 課題完成后應(yīng)提交的資料（或圖表、設(shè)計圖紙） 1、畢業(yè)論文任務(wù)書； 2、畢業(yè)論文開題報告； 3、 畢業(yè)論文 （標(biāo)題、中英文摘要、關(guān)鍵詞、文獻綜述、實驗過程、結(jié)果 與討論、結(jié)論、參考文獻、致謝 ） ； 4、 翻譯 一篇關(guān)于風(fēng)力 /光伏發(fā)電的英文論文 （ 2000 字 以上 ）； 5、 畢業(yè)論文答辯 電子演示文 稿 （ ； 6、參考文獻資料。 主要參考文獻與外文翻譯文件（由指導(dǎo)教師選定） 1、《 太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù) 》，作者： 楊金煥等 ； 2、 《風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 及工程 》，作者： 宋海輝 等； 同組設(shè)計者 注： 1. 此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫。如不夠填寫，可另加頁。 2. 此任務(wù)書最遲必須在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周下達給學(xué)生。 3. 此任務(wù)書可從城南學(xué)院教學(xué)部 網(wǎng)頁表格下載區(qū)下載 二、畢業(yè)設(shè)計 （論文）工作進度計劃表 序號 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）工 作 任 務(wù) 工 作 進 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 選題 — 2 研究現(xiàn)狀 調(diào)研 3 文獻檢索 4 資料分析與研究 5 方案 設(shè)計 6 畢業(yè)論文撰寫 7 畢業(yè)答辯 8 9 10 注： 1. 此表由指導(dǎo)教師填寫； 2. 此表每個學(xué)生人手一份，作為畢業(yè)設(shè)計（論文）檢查工作進度之依據(jù)； 3. 進度安排請用 “ 一 ” 在相應(yīng)位置畫出。 三、學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計（論文）階段任務(wù)情況檢查表 時間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段 內(nèi)容 組織紀律 完成任務(wù)情況 組織紀律 完成任務(wù)情況 組織紀律 完成任務(wù)情況 檢 查 記 錄 教師 簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注： 1. 此表應(yīng)由指導(dǎo)教師認真填寫。階段分布由各系 自行決定。 2. “組織紀律 ”一檔應(yīng)按《長沙理工大學(xué) 城南學(xué)院 學(xué)生學(xué)籍管理實施辦法》精神，根據(jù)學(xué)生具體執(zhí)行情況，如實填寫。 3. “完成任務(wù)情況 ”一檔應(yīng)按學(xué)生是否按進度保質(zhì)保量完成任務(wù)的情況填寫。包括優(yōu)點，存 在的問題與建議 4. 對違紀和不能按時完成任務(wù)者，指導(dǎo)教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出忠告并督促其完成。 四、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）裝袋要求： 1. 畢業(yè)設(shè)計（論文）按以下排列順序印刷與裝訂成一本（撰寫規(guī)范見教務(wù)處網(wǎng)頁）。 (1) 封面 (2) 扉 頁 (3) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目錄 (7) 正文 (8) 參考文獻 (9) 致謝 (10) 附錄 （公式的推演、圖表、程序等 ） (11) 附件 1：開題報告（文獻綜述） (12) 附件 2：譯文及原文影印件 2. 需單獨裝訂的圖紙（設(shè)計類）按順序裝訂成一本。 3. 修改稿（經(jīng)、管、文法類專業(yè)）按順序裝訂成一本。 4.《畢業(yè)設(shè)計 (論文 )成績評定冊》一份。 5．論文電子文檔 [由各學(xué)院收集保存 ]。 學(xué)生送交全部文件日期 學(xué)生（簽名） 指導(dǎo)教師驗收（簽名） 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 題目 ： 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運 行特性分析 課 題 類 別： 設(shè)計 □ 論文 ? 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 熱動 07業(yè)（全稱）： 熱能與動力工程 指 導(dǎo) 教 師： 2011 年 4 月 一、本課題設(shè)計（研究）的目的： 太陽能光伏發(fā)電作為一種新的能源形式 ,在近年來得到了長足的發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電不消耗煤炭、石油等不可再生資源 , 也不排放任何污染 ,推 廣和使用太陽能光伏電源 ,對于節(jié)能減排意義重大。眾所周知 , 我國面臨的節(jié)能減排 的任務(wù)相當(dāng)艱巨。據(jù)估算 , 每節(jié)電 1 千瓦時即相當(dāng)于減排二氧化碳近 1 千克。因此 , 為了獲取較高的電流 ,滿足部分大功率用戶的要求 ， 加大太陽能等新型能源的使用規(guī)模 , 節(jié)能減排 ,保護好人類賴以生存的環(huán)境意義重大。 風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。 二、設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）： 我國太陽電池的研究始 1958 年 ,1959 年研制成功第一個有實用價值的太陽電池1971 年 3 月首次成功應(yīng)用于我國第二顆衛(wèi)星上 ,1973 年太陽電池開始在地面應(yīng)用 1979年開始生產(chǎn)單晶硅太陽電池上世 紀 80 年代中后期 ,我國引進國外太陽電池生產(chǎn)線和關(guān)鍵設(shè)備 ,初步形成生產(chǎn)能力達 太陽能光伏產(chǎn)業(yè) ,其中單晶硅電池 晶硅電池 2業(yè)組件的轉(zhuǎn)換效率單晶硅電池為 11% 一 13% ,非晶硅電池為 5% 一6%。 在研究開發(fā)方面 單晶硅電池效率已達 24 多晶硅電池效率突破 19 晶硅薄膜電池通過 雙結(jié) 、 三結(jié)疊層和 金層技術(shù) ,在克服光衰減 和提高效率上不斷有新的突破 ,實驗室穩(wěn) 定效率已 經(jīng)突破 15% ,啼化鍋電池效率達到 ,銅錮硒 電池效率 體硅薄膜電池的研究工作自 1987 年以來發(fā)展迅速 , 成為世界關(guān)注的新熱點 。 在天津召開的第四次聯(lián)合國氣候談判會議上 ,科技部發(fā)布的中國 2010 發(fā)展中的清潔能源科技報告稱 ,中國太陽能電池數(shù)量已越居世界首位 ,未來兩年 “ 金太陽示范工程 ” 將支持至少 640伏系統(tǒng)和并網(wǎng)輸電技術(shù)的推廣應(yīng)用 , 2020 年中國光伏總裝機容量預(yù)計將達到 2 萬 國 2/3 的國土面積年日照時數(shù)在 2200h 以上 ,年太陽輻射總量超過每平方米 5000發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)提供了良好的先天條件。財政部、科技部、國家能源局在 2009 年 7 月 21 日聯(lián)合宣布在中國正式啟動金太陽示范工程 ,這意味著中國光伏發(fā)電市場 開始步入快速發(fā)展階段 ,成 為中國新的經(jīng)濟增長點。根據(jù)三部門聯(lián)合印發(fā)的關(guān)于實施金太陽示范工程的通知 ,下一步中國將綜合采取財政補助、科技支持和市場拉動方式 ,加快國內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。 光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)一直是世界增長速度最快和最穩(wěn)定的可再生能源利用領(lǐng)域之一 。 有人預(yù)測 ,今后 光 伏組件的生產(chǎn)將以 20 % 一 30 % 甚至更高的遞增速度發(fā) 展。 中國目前正在開展 50網(wǎng)光伏電站、 2伏微網(wǎng)發(fā)電技術(shù)研究與示范 ,多種薄膜太陽電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等項目。近年來 ,中國光伏電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。截至 2008 年底 ,中國太陽能光伏電池年產(chǎn)量已高達 200 萬 占全球市場的 30%以上。至下世紀中葉 ,光伏發(fā)電將成為人類的基礎(chǔ)能源之一。 三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）： 重點： 解 光伏發(fā)電 及風(fēng)力發(fā)電 原理 。根據(jù) 實驗 采集數(shù)據(jù)，分析其物理特征。 難點： 從分析角度， 根據(jù)不同天氣的數(shù)據(jù)分析對比，根據(jù)分析結(jié)果了解其運行特性。 擬采用的途徑： 通過翻閱資料，實驗， 采用牛頓拉夫遜非線性迭代算法分別通過配置旁路和阻斷二極管對比分析不同輻射下太陽能模組的串、并聯(lián)模型 。 四、設(shè)計（研究）進度計劃： 五、參考文獻： 1、《太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用技術(shù)》，作者：楊金煥等； 2、《風(fēng)力發(fā)電技術(shù)及工程》，作者：宋海輝等； 指導(dǎo)教師意見 簽名： 月 日 教研室（學(xué)術(shù)小組）意見 教研室主任（學(xué)術(shù)小組長）（簽章）： 月 日 風(fēng)力 /光伏混合發(fā) 電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 畢業(yè)設(shè)計（論文） 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 1 摘 要 節(jié)能和環(huán)保已成為當(dāng)今世界的兩大主題。利用風(fēng)能、 太陽能發(fā)電是對兩種最為理想、無污染的綠色再生資源的利用，目前已成為開發(fā)研究的一項重大課題。風(fēng)光互補發(fā)電控制系統(tǒng)是為了彌補傳統(tǒng)電力的不足而設(shè)計的獨立發(fā)電設(shè)備。它是由太陽能電池組件與風(fēng)力發(fā)電機配合而成的一個系統(tǒng)，通過微型計算機的遠程控制，并實現(xiàn)了免維護的功能。 關(guān)鍵詞 ：風(fēng)能，太陽能，風(fēng)光互補系統(tǒng)，微型計算機 風(fēng)力 /光伏混合發(fā) 電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 of a is to is us to is to up It is a by s 力 /光伏混合發(fā) 電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 目 錄 1 緒論 .......................................................... 1 2 系統(tǒng)框圖 ...................................................... 1 3 太陽能電池 .................................................... 2 陽能電池的原理 .......................................... 2 陽能電池板的計算 ........................................ 4 4 蓄電池的工作特性 .............................................. 6 電池充電狀態(tài)的檢測 ...................................... 6 電池的容量計算 .......................................... 7 5控制電路 ...................................................... 8 制電路原理 .............................................. 8 051單 片機 ............................................... 8 次逼近式 8位 A/.......................... 9 性介紹 ....................................... 9 單片機的連 接 ................................. 10 示接口電路 ............................................. 11 ................................................. 11 ........................................... 12 電隔離器工作電路 ....................................... 13 ................................................. 13 6 軟件設(shè)計 ..................................................... 15 7 抗干擾問題 ................................................... 17 結(jié)論 ........................................................... 18 致謝 ........................................................... 19 參考資料 ....................................................... 20 附錄 1 ......................................................... 21 附錄 2 ......................................................... 23 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 1 1 緒論 電力在現(xiàn)實生活中占主導(dǎo)地位，但是受客觀環(huán)境的限制，有些地區(qū)根本無法實現(xiàn)電業(yè)的發(fā)展和建設(shè)。太陽能光伏發(fā)電 ,無運動部件 ,穩(wěn)定可靠 ,但目前成本較高 ,而風(fēng)力發(fā)電成本低但隨機性大 ,供電可靠性差 ,將兩者結(jié)合起來 ,可實現(xiàn)晝夜發(fā)電。在太陽光資源和風(fēng) 資源豐富的地區(qū) ,風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)與單一風(fēng)電系統(tǒng)和光電系統(tǒng)相比具有供電的連續(xù)性好、穩(wěn)定性和可靠性高等特點 ,風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是相對較好的獨立電源系統(tǒng) ,已經(jīng)在我國的西部很多地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用 ,解決了農(nóng)牧民的用電問題。此系統(tǒng)就是利用風(fēng)和光兩種自然能源相互補充發(fā)電，由太陽能電池板與風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，經(jīng)蓄電池充電，給負載供電的一種新型能源。它既不消耗任何礦物燃料，又完成了對自然能源的合理利用。此系統(tǒng)可以應(yīng)用于微波通訊、基站、電臺、野外活動、高速公路、無電扇區(qū)、村莊、海島的電力提供。而且為了適應(yīng)偏遠地區(qū)不便利的地理環(huán)境。 風(fēng)光互補發(fā)電控制系統(tǒng)幾乎完成了智能化，免維護。尤其適合在內(nèi)蒙古風(fēng)力大的偏遠山區(qū)。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)還可以根據(jù)用戶的用電負荷情況和資源條件進行系統(tǒng)容量的合理配置，既可保證系統(tǒng)供電的可靠性，又可降低發(fā)電系統(tǒng)的造價。無論是怎樣的環(huán)境和用電要求，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)都可做出最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計方案來滿足用戶的要求。因此，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)可以說是最合理的獨立電源系統(tǒng)。這種合理性既表現(xiàn)在資源配置上，又體現(xiàn)在技術(shù)方案和性能價格上，正是這種合理性保證了風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，從而為它的應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。 2 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖如圖 1 所示。該系統(tǒng)是集風(fēng)能、太陽能及蓄電池等多種能源發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)智能控制技術(shù)為一體的復(fù)合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。 圖 1 系統(tǒng)框圖 太陽能電池 風(fēng)力發(fā)電機 逆變器 蓄電池 微機控制系統(tǒng) 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 2 從圖 1中我們可以看出，它的主要組成設(shè)備有： 風(fēng)力發(fā)電機：風(fēng)機采用具有特別適合大多內(nèi)陸地區(qū)低風(fēng)速、時發(fā)電特性好、發(fā)電量大的特點。具有機械、電子剎車裝置，可以確保在高風(fēng)速時，風(fēng)機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制在安全可靠的范圍內(nèi)，使最高輸出電壓成為安全可控的電壓 [2]。采用24V/4000 風(fēng)力 ≥3m/s 工作， 10m/ 400 太陽能光電池板：采用 150W/15V ， 的硅光電池，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，屬于一種半導(dǎo)體元件，它的特點：它是轉(zhuǎn)換效率高達 15%的單晶硅太陽能電池板。具有抗風(fēng)、防潮、工作穩(wěn)定、無需維護等特點。 鉛酸蓄電池：蓄電池的選擇要求：重量輕、體積小、能量轉(zhuǎn)換率高、自放電慢、充放電循次數(shù)多（即使用壽命長）等。其次，還有些特殊要求如低溫時能大電流放電、維護簡單或無需維護、自放電（析氫）特別慢等。 微機控制系統(tǒng)：微機控制系統(tǒng)是整個設(shè)計的核心內(nèi)容。它是整個系統(tǒng)安全運行的基本保證。另外本系統(tǒng)受應(yīng)用環(huán)境 的要求，本身就要求實現(xiàn)免維護。所以無論從硬件系統(tǒng)還是軟件系統(tǒng)都要對系統(tǒng)有保護作用。例如在本系統(tǒng)硬件設(shè)計中有蓄電池電壓控制，因為直流充電的蓄電池，要求電壓控制在 10～ 12～ 16能安全使用，不至于被燒壞。所以電壓控制用來保證其既不過充又不過放；繼電器工作要求是：在接受到指令后，要按指令要求來動作。而且一旦出錯就要有報警顯示。為了實現(xiàn)繼電器正常工作，系統(tǒng)設(shè)有繼電器動作檢測，并對故障狀態(tài)設(shè)有報警顯示；為了保證整個系統(tǒng)工作的正常，執(zhí)行動作正確，系統(tǒng)對 轉(zhuǎn)換也設(shè)有轉(zhuǎn)換結(jié)果正確與否的檢測，并在 正常工作時報警顯示；整個系統(tǒng)是一個嚴密完整的智能化系統(tǒng)，使用起來方便。 逆變器：逆變系統(tǒng)是把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的 220證交流電在設(shè)備的正常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓功能，可改善風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量；在逆變器的電路結(jié)構(gòu)形式上，主要是工頻變壓器和高頻變壓器兩種形式。對一個風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)而言，逆變器是一種電力電子設(shè)備，抗過載，抗沖擊的能力要相對弱一些，是最易出故障的單元。 3 太陽能電池 陽能電池的原理 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 3 太陽能光伏電池 (簡稱光伏電池 )用于把太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。目前世 界各國正在研究的太陽電池主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽電池。在能量轉(zhuǎn)換效率和使用壽命等綜合性能方面，單晶硅和多晶硅電池優(yōu)于非晶硅電池。多晶硅比單晶硅轉(zhuǎn)換效率略低，但價格更便宜。另外，還有其它類型的太陽電池 [5]。 太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換是應(yīng)用 首先對 二極管做一簡單說明。如圖 2 所示，為一理想的 二極管的電流 性圖，其對應(yīng)的方程式如下： ???????? ?????????????????? ???????? ?? 1e x x k （ 1） k：波爾茲曼常數(shù)（ 0 ） q：電子電荷量（ 0 T：絕對溫度（凱氏溫度 K＝攝氏溫度＋ 273度） 效二極管的逆向飽和電流 電壓（ 太陽能電池將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能是依賴自然光中的的量子 而每個光子所攜帶的能量為 ? ? ?? （ 2） h：普郎克常數(shù)（ 0 ） c：光速（ 3×108m/s ） λ ：光子波長 圖 2 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 4 但并非所有光子都能順利地通過太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換為電能，因為在不同的光譜中光子所攜帶的能量不一樣。 當(dāng)光子所攜帶的能量大于禁帶（ 量時，電子由價電帶（ 遷至導(dǎo)電帶（ 產(chǎn)生所謂的“電流”，所以當(dāng)光子所攜帶的能量若大于 禁帶能量時，便可以通過光電子轉(zhuǎn)換成電能。 當(dāng)入射太陽光的能量大于硅半導(dǎo)體的禁帶能量時，太陽光子照射入半導(dǎo)體內(nèi)，把電子從價電帶激發(fā)到導(dǎo)電帶，從而在半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生了許多“電子 ，在內(nèi)建電場的作用下，電子向 N 型區(qū)移動，空穴向 P 型區(qū)移動，這樣， 很多電子， P 區(qū)有很多空穴，在 附近就形成了與內(nèi)建電場方向相反的光生電場，它的一部分抵消了內(nèi)建電場，其余部分則使 P 區(qū)帶正電， N 區(qū)帶負電，于是在 N 區(qū)與 P 區(qū)之間產(chǎn)生了光生伏打電動勢，這就是所謂的 “ 光生伏打效應(yīng) ” 。 如果位太陽電池開路，即組成電池回路中，負載電阻為 無窮大，則被 會全部積累在 附近，于是出現(xiàn)了最大光生電動勢，它的數(shù)值即為開路電壓，記作 如果把太陽電池短路，即回路負載電阻為零，則所有 附近的電子與空穴，由結(jié)的一邊，流經(jīng)外電路到達結(jié)的另一邊，產(chǎn)生了最大可能的電流，即短路電流記作 太陽能電池相當(dāng)于具有與受光面平行的極薄 的大面積的等效二極管，因此可以假設(shè)太陽能電池為一個二極管與太陽光電流發(fā)生源所并聯(lián)的等效電路，如圖 3所示。 圖 3 太陽能電池的理想狀態(tài)等效電路 陽能電池 板 的 計算 硅太 陽能 發(fā)電板容量是指平板式太陽能板發(fā)電功率 陽能發(fā)電功率量風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 5 值取決于負載 24h 所能消耗的電力 H(由負載額定電源與負載 24h 所消耗的電力，決定了負載 24h 消耗的容量 P(再考慮到平均每天日照時數(shù)及陰雨天造成的影響，計算出太陽能電池陣列工作電流 )。 由負載額定電源，選取蓄電池公稱電壓，由蓄電池公稱電壓來確定蓄電池串聯(lián)個數(shù)及蓄電池浮充電壓 V)，再考慮到太陽能電池因溫度升高而引起的溫升電壓 VT(v)及反充二極管 D(V)所造成的影響，則可計算出太陽能電池陣列的工作電壓 )，由太陽電池陣列工作電源 )與工作電壓)，便可決定平板式太陽能板發(fā)電功率 而設(shè)計出太陽能板容量，由設(shè)計出的容量 太陽能電池陣列工作電壓 定硅電池平板的串聯(lián)塊數(shù)與并聯(lián)組數(shù) [7]。 太陽能電池陣列的具體設(shè)計步驟如下： 計算負載 24h 消耗容量 P。 P=H/V （３） V—— 負載額定電源 選定每天日照時數(shù) T(H)。 計算太陽能陣列工作電流。 (1+Q)/T （４） Q—— 按陰雨期富余系數(shù)， Q=定蓄電池浮 充電壓 鎘鎳 (ＧＮ )和鉛酸 (ＣＳ )蓄電池的單體浮充電壓分別為 太陽能電池溫度補償電壓 30(F （５） 計算太陽能電池陣列工作電壓 F+T （６） 其中 等于 陽電池陣列輸出功率ＷＰ平板式太陽能電板。 P× （７） 根據(jù) 定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的串聯(lián)塊數(shù)和并聯(lián)風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 6 組數(shù)。 太陽電池陣列的伏安特性如圖 5。由圖可知，該伏安特性曲線具有強烈的非線性。太陽電池陣列的額定功率是在以下條件下定義的：當(dāng)日射 S=；太陽電池溫度 T=25；大氣質(zhì)量 ，太陽電池陣列輸出的最大功率便定義為它的額定功率。太陽電池陣列額定功率的單位為 “ 峰瓦 ” ，記以“。當(dāng)日射 S<1000W／㎡時。 圖 4 太陽電池陣列的伏安特性曲線 溫度和日照強度的變化對太陽電池的伏安特性都有影響，在僅改變?nèi)照諒姸榷３制渌鼦l件 (如太陽電池溫度和大氣質(zhì)量等 )不變的情況下。計算出每天消耗的瓦時數(shù) (包括逆變器的損耗 )： 逆變器的轉(zhuǎn)換 效率為 90％，則當(dāng)輸出功率為 100W 時，則實際需要輸出功率應(yīng)為 100W/90％ =111W；若按每天使用 8 小時，則耗電量為 111W*8 小時 =888每日有效日照時間為 6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應(yīng)為888h/70%=210W。其中 70％是充電過程中，太陽能電池板的實際使用功率。 4 蓄電池的工作特性 蓄電池的使用 ,最重要的是有效利用其充放電特性。有效、科學(xué)地使用蓄電池 ,不僅對提高其使用效率、延長其使用壽命十分關(guān)鍵 ,電池充電狀態(tài)的檢測 準(zhǔn)確判斷蓄電池的充電狀態(tài)是有效利用蓄電池的充放電特性和選擇適當(dāng)?shù)某潆姺椒ǖ那疤?。目前，絕大多數(shù)的太陽能控制器采用的是在線檢測蓄電池的風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 7 端電壓 ,并以此作為自動切換充電方法的依據(jù)。但眾所周知 ,蓄電池的端電壓受到很多因素的影響，尤其在充電過程中，蓄電池的端電壓受到太陽能電池端電壓的制約，不能準(zhǔn)確反映其荷電狀態(tài)。比如，當(dāng)系統(tǒng)所處溫度較高時，容易出現(xiàn)蓄電池容量未滿卻已不能充入的現(xiàn)象，即 “ 虛滿 ” ，這樣就很難檢測出蓄電池的準(zhǔn)確荷電狀態(tài)，影響整個系統(tǒng)的正常工作。為此提出了一種新的檢測方法—— 離線 式檢測。在鉛酸蓄電池的理論中，蓄電池的電動勢可表示為： )( )(42 ??? （ 8） 式中 :E—— 電池電動勢， (V) 所有反應(yīng)物的活度或壓力等于 1時的電動勢，稱為標(biāo)準(zhǔn)電動勢 (V)。R—— 摩爾氣體常數(shù) ； T—— 溫度 ,(K)； F—— 法拉第常數(shù) ； n—— 電化學(xué)反應(yīng)中的電子得失數(shù)目 。 從 (8)式可以看出，電動勢與硫酸濃度有關(guān)，也就是與荷電狀態(tài)有關(guān)。而蓄電池的開路電壓在數(shù)值上接近電動勢。根據(jù)有關(guān)文獻，蓄電池的穩(wěn)態(tài)開路電壓與其荷電狀態(tài)有良好 的線性關(guān)系。因此，由蓄電池的開路電壓可以估算出其荷電狀態(tài)。 電池的容量計算 蓄電池的容量由下列因素決定： 蓄電池單獨工作天數(shù)。在特殊氣候條件下，蓄電池允許放電達到蓄電池所剩容量占正常額定容量的 20%。 蓄電池每天放電量。對于日負載穩(wěn)定且要求不高的場合，日放電周期深度可限制在蓄電池所剩容量占額定容量的 80%。 蓄電池要有足夠的容量，以保證不會因過充電所造成的失水。一般在選蓄電池容量時，只要蓄電池容量大于太陽能發(fā)電板峰值電流的 25倍，則蓄電池在充電時就不會造成失水。 蓄電池自身漏掉的電能。隨著電池使用 時間的增長及電池溫度的升高，自放電率會增加。對于新的電池自放電率通常小于容量的 5%，但對于舊的質(zhì)量不好的電池，自放電率可增至每月 10%～ 15%。 蓄電池的額定容量 C，單位安時（ 它是放電電流安（ A）和放電時間小時（ h）的乘積。由于對同一個電池采用不同的放電參數(shù)所得出的 不同風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 8 的，為了便于對電池容量進行描述、測量和比較，必須事先設(shè)定統(tǒng)一的條件。實踐中，電池容量被定義為：用設(shè)定的電流把電池放電至設(shè)定的電壓所給出的電量。也可以說電池容量是：用設(shè)定的電流把電池放電至設(shè)定的電壓所經(jīng)歷的時間和這個電流的乘積由于 要一天工作 8 小時，陰雨天能連續(xù)工作三天，所以可得出太陽能蓄電池的容量。取容量為 12V/200用全密閉免維護 12由于蓄電池放電不能低于 106V。 5 控制電路 制電路原理 由圖 5可以看出，風(fēng)力發(fā)電與太陽能光電池板發(fā)電，共同給蓄電池供電（為直流）。此時風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板和蓄電池又共同為直流負載供電（風(fēng)力發(fā)電機發(fā)出的電經(jīng)過三相整流后便為直流）。 圖 5 控制電路原理 微型單片機系統(tǒng)對蓄電池兩端電壓進行檢測：若蓄電池過充，則使繼電器開充電回路，不再為 蓄電池供電；若檢測結(jié)果是蓄電池過放，則使繼電器 開負載電路，不再為負載供電，而給蓄電池充電。為保護系統(tǒng) ,增加了二極管 b，它們的作用如下： 為蓄電池供電要求直流電壓。而風(fēng)力發(fā)電機所發(fā)的是三相交流電。為了把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能，增設(shè)的三相整流二極管組。 得光電板遭到破壞。 051 單片機 單片機是一種高度集成的芯片，它的內(nèi)容是一臺完整的微型計算機。由于風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 9 體積小，使得它在計算機外部設(shè)備，過程及工業(yè)控制設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng) 用廣泛。單片機是按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，所以它有很好的環(huán)境適應(yīng)能力和抗干擾能力。有很好的可靠性。 目前世界上常用的單片機有 8051、 設(shè)計主要采用 8051單片機作為微機控制的核心。 8051型號的單片機屬于單片機 列，為 的內(nèi)部只有128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器（ 4 。 8051 單片機是在一塊芯片上集中了 時器 /計數(shù)器和多功能的I/們都是通過片內(nèi)單一總線連接而成。其基本結(jié)構(gòu)依然是通用 上外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式，但在功能單元的控制上卻有了很大的變化。采用了特殊功能寄存器（ 集中控制方法。 次逼近式 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器 性介紹 路模擬輸入的 8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，逐次逼近式 片， 28線雙列直插式封裝。 片型逐次逼近式 A／ 部結(jié)構(gòu)如圖 6所示，它由 8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、 8位開關(guān)樹型 D／ 次逼近寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此， 處理 8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與 11]。 圖 6 芯片的主要部分是一個 8 位逐次比較式 A/D 轉(zhuǎn) 換器和 8 位模擬轉(zhuǎn)換電路。風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 10 轉(zhuǎn)換器以 8個時鐘周期的時間完成一位轉(zhuǎn)換值，在 64個脈沖后完成 8位的轉(zhuǎn)換，時鐘由外電路提供，典型頻率為 6408 路模擬開關(guān)由 3位二進制信息控制，以完成對某一路模擬信號轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號鎖存在內(nèi)部的輸出鎖存器中，由輸出允許信號選通鎖存器即可在輸出線上得到轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 809通過引腳 , 可輸入 8路單邊模擬輸入電壓。 位地址線 行鎖存 ,然后由譯碼器選通 8路中的一路進行A/ 首先輸入 3位地址，并使 ，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。 升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動 A／ 之后 示轉(zhuǎn)換正在進行。直到 A／ 示 A／ 果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當(dāng) 出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 單片機的連接 8051 通過 74碼器的輸出端 5Y 和讀、寫控制線來控制轉(zhuǎn)換器的模擬 輸入通道地址鎖存、啟動和輸出允許。 809的時鐘頻率為 640換時間為 100μ ｓ ，微機的時鐘頻率 5此系統(tǒng)時鐘必須經(jīng)分頻器分頻后接到 片的 腳上。另外， 可在轉(zhuǎn)換結(jié)束時發(fā)中斷請求脈沖，若用中斷輸入數(shù)據(jù)的方式則可利用 圖 7所示。 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 11 圖 7 示接口電路 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要有 光二極管和 晶顯示器。這兩種顯示器的成本低廉，配置靈活，與單片機接口方便。本 設(shè)計中采用的則是發(fā)光二極管。 示塊是發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。這種顯示塊有共陰極和共陽極兩種。共陰極 示塊的發(fā)光二極管陰極共地。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮；共陽極 示塊的發(fā)光二極管陽極并接 +5V 電壓，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極為低電平時，發(fā)光二極管點亮。 系統(tǒng)中需要做出報警顯示的有圖中幾種情況。所以在設(shè)計中采用六路 一路代表一種狀態(tài)。 所有 5以它屬于共陽極顯示器。當(dāng)某個 極管即會發(fā)光， 我們也就知道系統(tǒng)的運行狀態(tài)，從而知道系統(tǒng)下一步工作。 每個 上 +5的大電流有可能燒壞 8051的接口。為了避免這一情況發(fā)生，我們接入 560Ω電阻，可以使進入 8051的電流在其允許的安全范圍內(nèi)，電路如圖 8所示。 圖 8 六路 頻電路 8051先要完成它們的時鐘配合。 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 12 選通信號的是由 8051的 8051的 大于 600了使得 們要對 8051 的 號進行四分頻。其電路圖 9所示。 圖 9 四分頻電路結(jié)構(gòu)圖 本電路采用 D 觸發(fā)器進行分頻。一個 D 觸發(fā)器為 2 分頻。經(jīng)過兩個 D 觸發(fā)器后， 8051的 號的時鐘頻率就變成了 500就能滿足 時鐘頻率要求了。 擬量輸入電路 系統(tǒng)控制的模擬量是蓄電池兩端的電壓。但是這個控制電壓并不能滿足微型計算機正常工作的電壓要求。因為我們要完成的蓄電池電壓控制是使它在10~12~16 之間運行，直接接受此電壓的是 工作電壓為5V。因而為了使系統(tǒng)正常工作，我們要把外部模擬量的輸入轉(zhuǎn)換為小于 5是設(shè)計了如圖 10所示。 圖 10 模擬量輸入電路 電路中電阻 可調(diào)電阻 節(jié) 端輸入電壓為標(biāo)準(zhǔn)值的時候，對應(yīng) V，運算放大器 324接成電壓跟隨器電路，起阻抗隔離作用，電容 濾波作用，防止交流干擾；電容值小，抑制交流干擾。 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 13 電隔離器工作電路 光電耦合器由發(fā)光源和受光器兩部分組成，并封閉在同一個不透明的管殼內(nèi)，由絕緣管的透明樹脂隔開。 光電耦合器用途很多，如作為高壓開關(guān)、信號隔離轉(zhuǎn)換、脈沖系統(tǒng)間的電平配比以及各種邏輯電路等。 圖 11 驅(qū)動繼電器動作電路 圖 11 所示電路為利用光電耦合器連接成的驅(qū)動繼電器動作電路，當(dāng) 發(fā)光二極管中產(chǎn)生電流，于是在對應(yīng)端產(chǎn)生電流，使 照指令的要求動作。 圖 12 為利用光電耦合器連接成的反饋輸入電路，當(dāng) 常開觸點動作閉合，使電路接通，于是產(chǎn)生電流，使 生低電平，即可由軟件采集 據(jù)要求對系統(tǒng)采用相應(yīng)控制了。 圖 12 反饋輸入電路 變電路 利用 成的穩(wěn)壓逆變器電路。 一種固定頻率脈寬調(diào)制電路，它包含了開關(guān)電源控制所需的全部功能，廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。 種封裝形式，以適應(yīng)不同場合的要求。其主要特性集成了全部的脈寬調(diào)制電路；片內(nèi)置線性鋸齒波振風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 14 蕩器；外置振蕩元件僅兩個（一個電阻和一個電容）；內(nèi)置誤差放大器；內(nèi)止5調(diào)整死區(qū)時間；內(nèi)置功率晶體管可提供 500驅(qū)動能力；推或拉兩種輸出方式。 3所示 圖 13 部電路 控制信號由集成電路外部輸入，一路送至死區(qū)時間比較器，一路送往誤差放大器的輸入端。死區(qū)時間比較器具有 120輸入補償電壓，它限制了最小輸出死區(qū)時間約等于鋸齒波周期的 4%，當(dāng)輸出端接地，最大輸出占空比為 96%，而輸出端接參考電平時，占空比為 48%。當(dāng)把死區(qū)時間控制輸入端接上固定的電壓（范圍在 0— 間）即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加的死區(qū)時間。脈沖寬度調(diào)制比較器為誤差放大器調(diào)節(jié)輸出脈寬提供了一個手段：當(dāng)反饋電壓從 ，輸出的脈沖寬度從被死區(qū)確定的最大 導(dǎo)通百分比時間中下降到零。兩個誤差放大器具有從 共模輸入范圍，這可能從電源的輸出電壓和電流察覺得到。誤差放大器的輸出端常處于高電平，它與脈沖寬度調(diào)制器的反相輸入端進行 “ 或 ” 運算 。 逆變器的主要指標(biāo)： 出電壓： 220V±10 ％；輸出頻率： 50 ％；輸出功率： 70W～ 150W；轉(zhuǎn)換效率：大于 85％；逆變工作頻率： 3050逆變電路如圖 14 所示 。 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 15 圖 14 逆變電路 第 11、 12 腳構(gòu)成穩(wěn)壓取樣、誤差放大系統(tǒng)，正相輸入端 1 腳輸 入逆變器次級取樣繞組整流輸出的 15V 直流電壓，經(jīng) 壓，使第 1腳在逆變器正常工作時有近 樣電壓。反相輸入端 2 腳輸入 5由 14 腳輸出 )。當(dāng)輸出電壓降低時， 1 腳電壓降低，誤差放大器輸出低電平，通過 路使輸出電壓升高。正常時 1 腳電壓值為 腳電壓值為 5V， 3 腳電壓值為 時輸出 壓為 235V(方波電壓 )。第 4 腳外接 定死區(qū)時間。正常電壓值為 5、 6 腳外接 定振蕩器三角波頻率為 100常時 5 腳電壓值 為 6 腳電壓值為 7 腳為共地。第 8、 11 腳為內(nèi)部驅(qū)動輸出三極管集電極，第 12 腳為 級供電端，此三端通過開關(guān) S 控制 啟動 /停止，作為逆變器的控制開關(guān)。當(dāng) 斷時， 輸出脈沖，因此開關(guān)管 任何電流。 通時，此三腳電壓值為蓄電池的正極電壓。第 9、 10 腳為內(nèi)部驅(qū)動級三極管發(fā)射極，輸出兩路時序不同的正脈沖。正常時電壓值為 13、 14、 15 腳其中 14 腳輸出 5V 基準(zhǔn)電壓，使 13 腳有 5V 高電平，控制門電路，觸發(fā)器輸出兩路驅(qū)動脈沖，用于推挽開關(guān) 電路。第 15 腳外接 5V 電壓，構(gòu)成誤差放大器反相輸入基準(zhǔn)電壓，以使同相輸入端 16 腳構(gòu)成高電平保護輸入端。此接法中，當(dāng)?shù)?16 腳輸入大于 5V 的高電平時，可通過穩(wěn)壓作用降低輸出電壓，或關(guān)斷驅(qū)動脈沖而實現(xiàn)保護。在它激逆變器中輸出超壓的可能性幾乎沒有，故該電路中第 16 腳未用，由電阻 地。 6 軟件設(shè)計 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 16 合理的系統(tǒng)設(shè)計自然要完成硬件和軟件的協(xié)調(diào)使用，既不會因為過分強調(diào)硬件設(shè)備，而使系統(tǒng)昂貴而龐大，使用笨拙，且缺少基本的保護；也不會因為過分強調(diào)軟件，而使系統(tǒng)使用復(fù)雜，操作困難，自然也不希望因此影響到系統(tǒng)的運行速度。 程 序流程圖如圖 15所示。 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 17 圖 15 程序流程圖 7 抗干擾問題 所謂干擾，是指由于某種干擾源產(chǎn)生，并通過一定途徑，侵入電器裝備或調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，對裝備或系統(tǒng)的正常工作造成某種程度影響的一些動態(tài)瞬變訊號或誤差訊號。在計算機控制系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾的途徑和方式比較多。本系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因主要有：繼電器動作中電火花產(chǎn)生造成的干擾，電源擾動產(chǎn)生的干擾，還有就是外部信號瞬間波動或錯誤信號也可能給系統(tǒng)帶來一定的干擾。 在系統(tǒng)設(shè)計中，我們采用了 光電耦合器就是考慮到抗干擾問題，這是由光電耦合器結(jié)構(gòu)和自身的特點決定的： 光電耦合器的信號傳遞采用電 電的形式，發(fā)光部分和受光部分不接觸，設(shè) 計時器，時間常數(shù)為 10 微秒，也可申請中斷， 用 啟動定時器 0 調(diào)用 程序 調(diào)用 用 主程序 斷服務(wù)程序 1 00？ 到一秒嗎 ？ 令 重新 始化 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 18 因此具有很高的絕緣電阻，可以達到 1010歐姆以上。并能承受 2000 伏以上的高壓，因而被耦合的兩個部分可以自成系統(tǒng)，也不需要 “ 共地 ” 。絕緣和輸出性能較好，能夠避免輸出端對輸入端可能產(chǎn)生的反饋和干擾。 光電耦合器作為開關(guān)應(yīng)用時，具有耐用，可靠性高和速度快等優(yōu)點。響應(yīng)時間一般為數(shù) μｓ以內(nèi)，高速型光電耦合器的響應(yīng)時間有的甚至小于 10μｓ。 所以光電耦合器的使用是抗干擾問題的很 好解決方案。 結(jié)論 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 19 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光電板，風(fēng)力發(fā)電機，控制系統(tǒng)，蓄電池等幾部分組成。發(fā)電系統(tǒng)各部分容量的合理配置對保證發(fā)電系統(tǒng)的可靠性非常重要。 光電系統(tǒng)是利用光電板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制系統(tǒng)對蓄電池充電，最后用電負荷供電的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是供電可靠性高，運行維護成本低，缺點是系統(tǒng)造價高。 風(fēng)電系統(tǒng)是利用風(fēng)力發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制系統(tǒng)對蓄電池充電。最后通過逆變器對用電負荷供電的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)發(fā)電量較高，造價較低 ，運行維護成本低。缺點是風(fēng)力發(fā)電機可靠性低。 由于太陽能與風(fēng)能的互補性強，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補了風(fēng)電和光電獨立系統(tǒng)在資源上的缺陷。同時，風(fēng)電和光電系統(tǒng)在蓄電池和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的。 從能源上來說，太陽能與風(fēng)能在時間上和地域上都有很強的互補性。白天太陽光最強時，風(fēng)很小，晚上太陽落山后，光照很弱，但由于地表溫差變化大而風(fēng)能加強。在夏季，太陽光強度大而風(fēng)小，冬季，太陽光強度弱而風(fēng)大。太陽能和風(fēng)能在時間上的互補性使風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源上具有最佳的匹配性，而且太陽能和風(fēng)能都是潔凈能源，對環(huán)境無污染。所以風(fēng) 光互補發(fā)電系統(tǒng)是資源條件最好的獨立系統(tǒng)。 致謝 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 20 大學(xué)生活即將結(jié)束，在學(xué)校的學(xué)習(xí)和生活中，我深切感受到了學(xué)校老師的和藹可親、諄諄教導(dǎo)，學(xué)生的互幫互助。這么溫馨的氛圍，培育了我們每一屆畢業(yè)生。借此機會，我想對學(xué)校的所有老師說：老師，您辛苦了，我們會永遠記住學(xué)校的。 在過去的生活中，我們在學(xué)習(xí)和生活上都遇到了不少的困難，是老師給我們幫助，是老師不厭其煩的教誨我們，我們才學(xué)有所長，健康成長，走向成熟。我們才懂得了什么是奉獻，什么是耐心。在此向各位老師致謝。 尤其在畢業(yè)設(shè)計這段時間里，老師都很辛 苦，給我指導(dǎo)和講解，雖然時間不長，但使我對所學(xué)專業(yè)知識有了系統(tǒng)的了解和認識。在此，我想對各位老師說：謝謝您。 畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)所學(xué)知識的檢驗和考核，自己動手實踐，才知道自己理論知識的缺乏之處，這樣能學(xué)到更多的知識。既提高了實際應(yīng)用能力，又彌補了自己的漏洞。由于時間緊湊，設(shè)計中有很多不足之處，希望老師能指導(dǎo)。 參考資料 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 21 ［ 1］ 岳軍 ,賈大江 J]2006,(02) ［ 2］ 劉兆辰 J]1996,(04) ［ 3］ 杜榮華 ,張婧 ,王麗宏 ,張兆祥 J]2007,(03) ［ 4］ 艾斌 ,楊洪興 ,沈輝 ,廖顯伯 匹配設(shè)計實例 [J]2003,(05) ［ 5］ 程節(jié)順 J]2006,(10) ［ 6］ 齊發(fā) J]2005,(07) ［ 7］ 李德孚 風(fēng) 互補發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用 [J]2006,(［ 8］ 強勁的風(fēng)能 [J]2004,(09) ［ 9］ 武立志 J]1994,(02) ［ 10］ 郭繼高 1)[J]05) ［ 11］ 劉煥平 ,韓樹新 ; 一種接口方法 [J]; 石家莊師范?？茖W(xué)校學(xué)報 ; 2002年 02期 ; ［ 12］ 魏云峰 ; 新型逆變器及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究 [D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué) ; 2007年 ［ 13］ o，1997 ［ 14］ C a 錄 1 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 22 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 23 附錄 2 0000H 000 斷服務(wù)子程序： 0010H ；中斷服務(wù)程序 ；計數(shù)器 #100 , ； 00（到 1 秒？）否去 #00H ； #8008H #0 ；置時間常數(shù)為 10s #82H ；允許 ；啟動定時器 ；中斷返回 主程序： 0090H ；主程序 #00H ； 計數(shù)器 0 #81H ； #82H ； #0 ；定時常數(shù) 10#0 ； ；啟動定時器 ；調(diào) A ；存結(jié)果在 ；調(diào)“過充”子程序 ；調(diào)“過放”子程序 ；轉(zhuǎn)至 環(huán) 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 24 A/樣、濾波子程序： 0120H ； A/濾波電路 #0000H ； A ， #01H ；選中通道 1，將標(biāo)準(zhǔn)電源 @ A ；送入 A/D # ； A ， #00H ； @ A ；啟動 A/ ；轉(zhuǎn)換完則繼續(xù) ；未完則等待 A ， @ ；取入轉(zhuǎn)換結(jié)果 ， # ；等于 等則去 ；等于則去 ；清 ，發(fā)信號 A/ ；轉(zhuǎn) ；清 ， #00H ； ， #00H ； ， #08H ；計數(shù)器 ， #0000H ； A ， #00H ；選中通道 0送入蓄電池 @ A ；模擬電壓 # ； A ， #00H ； @ A ；啟動 A/D ；轉(zhuǎn)換完則繼續(xù) ；未完則等待 A ， @ ；取入轉(zhuǎn)換結(jié)果 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 25 C ；清 除進位 C A ， ； ， A ； A ， ；此次結(jié)果與上次結(jié)果 A ， #00H ；相加，放在 1中 ；計數(shù)器 #00H ， ； 轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)換下一電壓 #3 ； 等于 0，結(jié)束 8個轉(zhuǎn)換，置 C ；清 C A ， ； ； A ； A ； A ， ； A ；完成 8個轉(zhuǎn)換結(jié)果和的 A ；平均值濾波 ； A ， ；將最后的濾波結(jié)果送入 A ；返回 “過充”檢測、控制子程序： 0200H ；過充檢測子程序 A ；存 A C ；清 C A， #0010H ； ；未過充轉(zhuǎn)至 ；過充則令 ；并發(fā)信號使 作，斷開充電回路 C， ；取入此時 風(fēng)力 /光伏混合發(fā)電系統(tǒng)的匹配性及運行特性分析 26 ； ； ；轉(zhuǎn)回重新檢測 ；清除報警顯示 ；調(diào)“ 程序 A ；存 A C ；清 C A， #00 ； ；不過充了， 轉(zhuǎn)至 ；仍過充，轉(zhuǎn)至繼續(xù)檢測 ；使 ；清除過充報警 C， ；取入 ；動作