题目 小型风力机并网逆变装置的设计
一、毕业设计的技术背景和设计依据:
由于传统能源的枯竭和人们对环境的重视,电力系统正面临着巨大变革,分布式发电将成为未来电力系统的发展方向.其中,风力发电以其独特的优点,被公认为是技术含量高、最有发展前途的技术之一.但是风力发电系统存在着初期投资大、成本较高等缺点,因而探索高性能、低造价的风力发电装置成为目前国内外研究的重点.逆变效率的高低不仅影响其自身损耗,还影响到风力发电系统及其它设备的容量选择与合理配置.因此逆变器已成为影响风力机并网发电系统经济可靠运行的主要因素,研究其结构与控制方法对于提高系统发电效率、降低成本具有及其重要的意义.
所谓并网发电系统是将风力机产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统.因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本.并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率.同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用.
并网发电系统是风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术.无论从当前还是长远看,我国都存在着巨大的光伏发电市场,目前我国风力发电应用系统的商品化程度比较低,与国外先进水平的差距正在扩大.因此我们必须发展自己的风力发电技术.本次毕业设计我们计划设计一套小型风力机并网发电逆变装置.
二、毕业设计的任务
1、熟悉题目要求,查阅相关科技文献
2、方案设计(包括方案论证与确定、技术经济分析等内容)
3、硬件和软件设计(其中还包括理论分析、设计计算、实验及数据处理、设备及元器件选择等)
4、撰写设计说明书,绘制图纸
5、指定内容的外文资料翻译
6、其它
三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标
1、 毕业设计的主要内容
完成系统主电路的设计;完成控制电路(包括:SPWM信号产生电路、反馈控制电路、同步锁相电路、脉宽限制电路以及IGBT的驱动和保护电路、抗干扰设计等);完成数字监控部分电路的设计(控制器和相关的接口电路、监测系统主要器件和电路的设计等);完成设计电路的sch和pcb图及其它相关图纸.
2、 设计实现的主要功能和技术指标
逆变器额定输出功率:3KW
连续过载能力:110%
瞬时过载能力:120% 1分钟
推荐风机额定功率(KW):小于2KW
风机输出交流电压范围:160-280V
逆变器直流电压工作范围(VDC):230-400V
保护功能 : 卸载保护,电网电压,频率异常保护,风机输出电压异常保护,电网孤岛保护,过载保护,过热保护
电网电压范围(V):180~260V单相(可以设定)
允许电网频率范围:47~51.5Hz(可以设定)
通讯接口:RS485 噪音:小于<40dB 冷却:自然冷却
四、毕业设计提交的成果
1、 开题报告(不少于3000字)
2、 设计说明书(不少于80页,约3万字左右)
3、 图纸:系统硬件框图和原理图各一份(1号图纸)
4、中、英文摘要(中文摘要约200字,3—5个关键词)
5、毕业设计简介(按06春教务处要求)
6、外文资料翻译(约5000汉字)
五、毕业设计的主要参考文献和技术资料
1、 主要参考文献和技术资料(不少于10篇/册,其中外文资料不少于2篇,文献和资料名称要用规范形式给出)
[1]赵争鸣等.太阳能光伏发电及其应用(M).北京:科学出版社,2005.
[2]董密,罗安.光伏并网发电系统中逆变器的设计与控制方法(J).电力系统自动化,2006,30(20):97~102
[3]谢筑森等.单片机开发与典型应用设计(M).安徽:中国科学技术大学出版社,1997.9.
[4]张超,何湘宁.一种用于光伏发电系统的新型高频逆变器(J).电力系统自动化,2005
化,2005,29(19):51~54
[5]王宝诚,孙孝峰,邬伟扬,王婕.基于UC3854的光伏逆变器控制研究(J).电气传动,
2005,35(09):29~31
[6]陈兴峰,曹志峰,焦在强,许洪华.基于DSP的20kW单相并网光伏逆变器(J).电气应用,2005,24(08):53~55.
[7]首福俊,黄念慈,窦伟.一种新型的光伏逆变器控制方法(J).电力电子术,2004,38(02):66~69.
[8]S M Chin,etal. A digital measurement scheme for time-varying transient harmonics(J). IEEE Transactions on Power Delivery,1995,10(2):588~594.
[9]H C Lin,etal. Enhanced FFT-based parametric algorithm for simultaneous
multiple harmonics analysis(J).IEE Porc-Gener,Transm,Distrib. 2001,184(3):209~215.
[10]王兆安等. 电力电子技术(M).北京:机械工业出版社,
2、 相关网站
有关芯片器件的资料可从下面网站查询:http://www.21ic.com/
有关单片机的资料可参考下面网站:http://www.mcufan.com/
有关DSP的资料可参考下面网站:http://www.ti.com.cn/
有关文献还可以从图书馆主页上找:http://www.xa.cnki.net 查询
六、毕业设计加选专题部分
七、毕业设计各阶段安排
第1周~第2周:阅读文献(包括英文文献翻译),查找资料.
第3周~第4周:提出系统设计方案,完成系统硬件框图
第4周~第5周:完成主电路及其保护部分设计
第6周~第8周:完成逆变装置控制系统硬件部分的设计
第9周~第11周:完成逆变装置控制系统软件件部分的设计
第12周:完成设计电路的Sch图,整理设计资料,完成设计说明书初稿
第13周:完成设计说明书,答辩
