海岛风光互补照明设备智能充电系统的研究与设计【字数：11167】
我国有世界上最漫长最复杂的海岸线。为了防卫的需要，海岸线上的海岛往往成为了重要的防卫据点或照明点。由于海岛往往远离大陆，无法通过市政电网对设备进行供电，因此必须在岛上设置独立的供电系统。在海上，风能和太阳能的储备十分丰富，且具有互补效应即无风的晴天太阳能丰富，同时夜晚或阴雨天时风能储备又很丰富。所以，本文以风能和太阳能为能源设计出应用于海岛的风光互补照明设备智能充电系统，并研究风光互补发电的控制方法，最后应用matlab进行建模仿真。通过Sinmulink仿真结果表明，本文所研究的发电控制策略和充电系统能够满足海岛风光互补照明设备的供电需求。
目录
海岛风光互补照明设备智能充电系统的研究与设计 I
目录 III
1. 绪论 1
1.1研究目的和意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3 本章小结 3
2. 海岛风光互补照明设备智能充电系统基本构成 4
2.1海岛风光互补照明设备智能充电系统总体构架 4
2.2系统组成概述 4
2.2.1风力发电机系统 4
2.2.2光伏组件 5
2.2.3 整流模块 6
2.2.4 电能变换模块 7
2.2.5储能系统和负载系统 8
2.3 本章小结 9
3. 海岛风光互补充电系统的控制技术 10
3.1风光互补系统控制技术 10
3.1.1风光互补系统控制方法概述 10
3.2 交流电的整流模块 10
3.3 电压变换器的选择 11
3.4 BOOST电路实现稳定电压输出的控制方法 13
3.5 本章小结 15
4. 风光互补系统BOOST电路控制算法与仿真 16
4.1 BOOST控制算法概述 16
4.2 比较法控制算法 16
4.3 本章小结 17
5. 风光互补BOOST控制系统仿真 18
5.1 仿真软件的选择与介绍 18
5. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2 BOOST电路控制系统SIMULINK建模 20
5.3 BOOST电路控制算法设计 22
5.3.1 输入电压信号采样 22
5.3.2 PWM波占空比D的计算模块 23
5.3.3 输出占空比为D的PWM波形 23
5.4 风光互补系统中BOOST电路控制仿真分析 25
5.5本章小结 26
结语 28
参考文献 29
致 谢 31
1. 绪论
1.1研究目的和意义
我国有世界上最漫长最复杂的海岸线。为了防卫的需要，海岸线上的海岛往往成为了重要的防卫据点或照明点。由于海岛往往远离大陆，无法通过市政电网对设备进行供电，因此必须在岛上设置独立的供电系统。在海上，风能和太阳能的储备十分丰富，且具有互补效应：即无风的晴天太阳能丰富，同时夜晚或阴雨天时风能储备又很丰富。太阳能和风能又作为清洁能将替代化石能源成为现代人类社会的重要能源来源之一。
早在20世纪八十年代，联合国就对新能源下了定义：就是在传统材料的基础上，通过新技术开发可再生能源[13]。目前可再生能源的种类已经有十多种，除了传统意义上的风能、太阳能、潮汐能等，还有新型的可燃冰，深海锰结核等新能源。另外核能也是近些年利用的主要物质。
风能和太阳能作为主要可再生能源在当今社会依然占有一席之地。比如在街上广为散步的路灯，通常是由一个太阳能电池板，一个充电模块，一个蓄电池以及一个电灯组成。它白天通过太阳能电池板接受太阳能，并将太阳能转化为电能，通过充电模块储存在电池组中，当夜幕降临后，蓄电池在将电池的电能放出，为电灯供电，达到照明目的。在此过程中，不需要电厂供电，也不消耗化石能源，环保又方便。
我国有世界上最漫长最复杂的海岸线。为了防卫的需要，海岸线上的海岛往往成为了重要的防卫据点或照明点。由于海岛往往远离大陆，无法通过市政电网对设备进行供电，因此必须在岛上设置独立的供电系统。上文讲述的太阳能路灯的结构就能完美运用在海岛中。为灯塔或其他电子设备提供电能。同时在海上，风能和太阳能的储备十分丰富，且具有互补效应：即无风的晴天太阳能丰富，同时夜晚或阴雨天时风能储备又很丰富。在这种互补条件下，无论白天夜晚都能对系统进行供电。
风光互补照明设备智能充电控制系统，能够最大化的转化风能太阳能资源，智能控制电力存储和输出，安全可靠。能够为船舶、海防哨所、沙滩景观、海岛基站等大型海岛区域的照明提供稳定持续的能源，为风光互补发电提供更好的电力使用存储解决方案。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
一些发达国家在海岛的开发利用和风光柴互补发电方面取得了大量的研究成果，比如希腊的海岛可再生能源项目以及美国、加拿大等对风光柴互补发电系统的研究，同时国内虽然在经验上落后欧美国家、起步也比较晚，但也涌现出一些优秀案例。随着社会的不断发展，海岛将具有越来越重要的战略地位。所以有必要在此参考国内外一些优秀案例，对海岛生活舱风光柴互补发电系统的优化设计进行研究。
1.2.2国内研究现状
海岛是人类对海洋探索和开发的前哨，解决海岛的能源供应问题，具有非常重要的意义。海岛区域拥有丰富的风能、太阳能、潮汐能、波浪能等可再生能源，利用这些可再生资源为海岛供电，特别是大力发展风、光发电，既能解决在海岛上使用化石燃料的运输困难问题，也能保护海洋环境，促进节能减排。
我国在2000年后开始大力发展风光互补系统，尤其在光伏产品的出口上一直处于世界前列。太阳能面板，光伏充电设备等系统一直以来是我国研发的重点。
在研究方面，我国也投入了巨量资源，比如在教育和高校中，中科院，大学，合肥工业大学等都在风光互补发电系统及其匹配设备中取得了丰硕的研究成果。
1.3 本章小结
本文研究风光互补系统，该系统可以用于海岛等远离大陆供电设施的电能需求，通过对国内外情况和研究的分析，得出该风光互补发电系统将成为未来供电设施的主要设备，具有很强的研究意义。
目录
海岛风光互补照明设备智能充电系统的研究与设计 I
目录 III
1. 绪论 1
1.1研究目的和意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 2
1.3 本章小结 3
2. 海岛风光互补照明设备智能充电系统基本构成 4
2.1海岛风光互补照明设备智能充电系统总体构架 4
2.2系统组成概述 4
2.2.1风力发电机系统 4
2.2.2光伏组件 5
2.2.3 整流模块 6
2.2.4 电能变换模块 7
2.2.5储能系统和负载系统 8
2.3 本章小结 9
3. 海岛风光互补充电系统的控制技术 10
3.1风光互补系统控制技术 10
3.1.1风光互补系统控制方法概述 10
3.2 交流电的整流模块 10
3.3 电压变换器的选择 11
3.4 BOOST电路实现稳定电压输出的控制方法 13
3.5 本章小结 15
4. 风光互补系统BOOST电路控制算法与仿真 16
4.1 BOOST控制算法概述 16
4.2 比较法控制算法 16
4.3 本章小结 17
5. 风光互补BOOST控制系统仿真 18
5.1 仿真软件的选择与介绍 18
5. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
2 BOOST电路控制系统SIMULINK建模 20
5.3 BOOST电路控制算法设计 22
5.3.1 输入电压信号采样 22
5.3.2 PWM波占空比D的计算模块 23
5.3.3 输出占空比为D的PWM波形 23
5.4 风光互补系统中BOOST电路控制仿真分析 25
5.5本章小结 26
结语 28
参考文献 29
致 谢 31
1. 绪论
1.1研究目的和意义
我国有世界上最漫长最复杂的海岸线。为了防卫的需要，海岸线上的海岛往往成为了重要的防卫据点或照明点。由于海岛往往远离大陆，无法通过市政电网对设备进行供电，因此必须在岛上设置独立的供电系统。在海上，风能和太阳能的储备十分丰富，且具有互补效应：即无风的晴天太阳能丰富，同时夜晚或阴雨天时风能储备又很丰富。太阳能和风能又作为清洁能将替代化石能源成为现代人类社会的重要能源来源之一。
早在20世纪八十年代，联合国就对新能源下了定义：就是在传统材料的基础上，通过新技术开发可再生能源[13]。目前可再生能源的种类已经有十多种，除了传统意义上的风能、太阳能、潮汐能等，还有新型的可燃冰，深海锰结核等新能源。另外核能也是近些年利用的主要物质。
风能和太阳能作为主要可再生能源在当今社会依然占有一席之地。比如在街上广为散步的路灯，通常是由一个太阳能电池板，一个充电模块，一个蓄电池以及一个电灯组成。它白天通过太阳能电池板接受太阳能，并将太阳能转化为电能，通过充电模块储存在电池组中，当夜幕降临后，蓄电池在将电池的电能放出，为电灯供电，达到照明目的。在此过程中，不需要电厂供电，也不消耗化石能源，环保又方便。
我国有世界上最漫长最复杂的海岸线。为了防卫的需要，海岸线上的海岛往往成为了重要的防卫据点或照明点。由于海岛往往远离大陆，无法通过市政电网对设备进行供电，因此必须在岛上设置独立的供电系统。上文讲述的太阳能路灯的结构就能完美运用在海岛中。为灯塔或其他电子设备提供电能。同时在海上，风能和太阳能的储备十分丰富，且具有互补效应：即无风的晴天太阳能丰富，同时夜晚或阴雨天时风能储备又很丰富。在这种互补条件下，无论白天夜晚都能对系统进行供电。
风光互补照明设备智能充电控制系统，能够最大化的转化风能太阳能资源，智能控制电力存储和输出，安全可靠。能够为船舶、海防哨所、沙滩景观、海岛基站等大型海岛区域的照明提供稳定持续的能源，为风光互补发电提供更好的电力使用存储解决方案。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
一些发达国家在海岛的开发利用和风光柴互补发电方面取得了大量的研究成果，比如希腊的海岛可再生能源项目以及美国、加拿大等对风光柴互补发电系统的研究，同时国内虽然在经验上落后欧美国家、起步也比较晚，但也涌现出一些优秀案例。随着社会的不断发展，海岛将具有越来越重要的战略地位。所以有必要在此参考国内外一些优秀案例，对海岛生活舱风光柴互补发电系统的优化设计进行研究。
1.2.2国内研究现状
海岛是人类对海洋探索和开发的前哨，解决海岛的能源供应问题，具有非常重要的意义。海岛区域拥有丰富的风能、太阳能、潮汐能、波浪能等可再生能源，利用这些可再生资源为海岛供电，特别是大力发展风、光发电，既能解决在海岛上使用化石燃料的运输困难问题，也能保护海洋环境，促进节能减排。
我国在2000年后开始大力发展风光互补系统，尤其在光伏产品的出口上一直处于世界前列。太阳能面板，光伏充电设备等系统一直以来是我国研发的重点。
在研究方面，我国也投入了巨量资源，比如在教育和高校中，中科院，大学，合肥工业大学等都在风光互补发电系统及其匹配设备中取得了丰硕的研究成果。
1.3 本章小结
本文研究风光互补系统，该系统可以用于海岛等远离大陆供电设施的电能需求，通过对国内外情况和研究的分析，得出该风光互补发电系统将成为未来供电设施的主要设备，具有很强的研究意义。
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