微電網(wǎng)平臺的搭建與風(fēng)光互補控制器的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本課題是2013年科研基地建設(shè)——微電網(wǎng)控制設(shè)計平臺項目的主要組成部分。
　　現(xiàn)今社會，由于能源危機、環(huán)境問題的持續(xù)增劇，國內(nèi)越來越多的專家學(xué)者已將研究方向放在了新能源發(fā)電。再切合目前我國存在一些偏遠山區(qū)電力供應(yīng)不足的實際問題，以及現(xiàn)在比較熱門的家庭微電網(wǎng)概念的提出。本課題依托于這些大背景，在北京某高校的實訓(xùn)室內(nèi)搭建一個微電網(wǎng)供電平臺，旨在模擬在電力缺乏的偏遠山區(qū)或在家庭中進行自發(fā)電、自用電的新穎模式。
　　本文首先根據(jù)要搭

2、建微電網(wǎng)平臺的功能需要，并結(jié)合周圍的環(huán)境條件，對供電平臺進行總體的規(guī)劃。選擇清潔能源風(fēng)能、太陽能以及氫氣燃料作為微電網(wǎng)的電源點，選擇鉛酸蓄電池進行儲能，通過控制器對蓄電池進行合理充電，由蓄電池經(jīng)過逆變器逆變后，供給實訓(xùn)室內(nèi)各交流負(fù)載使用。同時對微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備進行選型確定，并進行了實際的搭建工作，通過對系統(tǒng)運行的成功調(diào)試，實現(xiàn)對實訓(xùn)室內(nèi)的用電負(fù)荷進行供電的功能。
　　對微電網(wǎng)平臺的監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。課題是模擬在電力供應(yīng)不發(fā)達的偏遠山區(qū)

3、，因此在遠離發(fā)電現(xiàn)場的地方進行實時監(jiān)控就顯得十分重要。根據(jù)供電平臺的實際情況對監(jiān)控系統(tǒng)的整體硬件架構(gòu)進行了設(shè)計，對傳感器/變送器、數(shù)據(jù)采集卡進行選型，最后在LabVIEW開發(fā)環(huán)境下對上位機監(jiān)控系統(tǒng)分四個部分（數(shù)據(jù)采集卡通訊、控制器通訊、數(shù)據(jù)的實時保存以及監(jiān)控界面）進行了程序開發(fā)。
　　之后通過觀察微電網(wǎng)供電平臺運行一段時間后保存在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)由于風(fēng)能、太陽能的不確定性，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機與太陽能電池板的輸出電壓低于蓄電池電壓時就

4、不能對蓄電池充電，浪費了資源;而且一旦蓄電池過放時，就不能正常工作，導(dǎo)致供電平臺就不能供電。由此提出要對風(fēng)光互補控制器進行優(yōu)化設(shè)計。先對主電路的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行選擇，然后對各部分硬件電路，包括升壓電路、驅(qū)動電路、卸荷剎車電路以及控制電路、通訊電路等等部分進行了設(shè)計。再對控制器軟件實現(xiàn)部分進行開發(fā)，分別對系統(tǒng)主程序、蓄電池充電管理程序、PWM信號產(chǎn)生程序、A/D轉(zhuǎn)換程序和通訊部分的程序進行了設(shè)計。最后通過Proteus軟件對蓄電池的充電主