论文部分内容阅读
本课题来源于黑龙江省自然科学基金项目。我国的风能和太阳能的资源都相当的富裕,大力发展风光互补发电是我国开发新型能源的最佳途径。不过,单一的发电方式存在诸多的弊端,因为自然的风能和太阳能有很大的不确定性,很多的时候并不能保证用户持续稳定的用电。我国季风气候正好提供了风能和太阳能此消彼长的特性,所以,风光互补发电系统便应运而生了。目前风光互补发电技术仍存在诸多问题。由于能量转换效率低,风能光能匹配优化不合理,发电成本较高等瓶颈问题的存在,使风光互补发电技术在国内还没有大面积的推广。本课题重点研究了风能、光能最大功率点的跟踪控制策略,建立在自然条件下风光互补发电最优匹配的数学模型,深入分析现在技术条件下风光互补发电控制系统跟踪最大功率的方法和原理,研究了一种风光互补发电最大功率的跟踪方法和与遗传算法相匹配的应用电路。设计中利用DSP系列中TMS320F2812控制芯片对风光互补发电系统的各个部分进行功率的调配和控制。为了使太阳能输出电压和风能输出电压合理匹配,电路中使用了两个双场管升降压DC/DC电路平衡两者的输出电压。同时用无线射频模块NRF24L01将风力机的转速测量数据发送给DSP芯片进行数据的计算。为了突出遗传算法在风光互补发电系统中应用的优势,本文对传统的遗传算法做了改进,并利用MATLAB建立太阳能电池板和风力发电机的功率数学模型,在遗传算法的迭代下,找到该数学模型的最大功率点。最后设计出一套完整的风光互补发电控制系统,该系统能够实时跟踪风能和太阳能的最大功率,并有能量检测、功率匹配、电路保护等功能。