陈裕干-结题 - 湘潭大学教务处.doc

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1、大学生研究性学习和创新性实验计划项目结题报告书项目名称新型高效太阳能光伏发电系统非平衡多输入直流变换器研究项目主持人陈裕干所在学校和院系信息工程学院自动化系项目级别□国家级□省级√校级立项年份2011年4月指导老师易灵芝教授填表日期2013.年3月4日湘潭大学教务处制一、基本情况项目名称新型高效太阳能光伏发电系统非平衡多输入直流变换器研究立项时间2011年完成时间2013年3月项目主要研究人员序号姓名学号专业班级所在院（系）项目中的分工1陈裕干2009551615建筑设施智能技术信息工程学院自动化系硬件

2、设计调试2李伦2009550233自动化信息工程学院自动化系实验平台搭建3沈颖2009551606建筑设施智能技术信息工程学院自动化系程序设计4郑小勇2009550222自动化信息工程学院自动化系硬件设计调试二、研究成果简介项目成果类型产品系统软件□论文□专利□其它（注：请在相应成果复选框内打“√”，其它请具体说明）项目成果名称DC-DC变换器、多输入变换器(一）项目研究的目的、意义化石能源是不可再生能源，正日益枯竭，它所造成的环境污染也日益严重。为了可持续发展，人们正在寻找新的替代能源。可再生能源具有

3、廉价、可靠、清洁无污染、可持续利用的特点，因此可再生能源有良好的市场前景。目前，应用较多的可再生能源发电形式有光伏发电、风力发电、水力发电和地热发电等，但均存在电力供应不稳定、不连续和气候条件变化等缺点，因此需要采用多种能源联合供电系统。在传统的新能源联合供电系统中，每种能源形式通常需要一个DC/DC变换器，将各种能源变成直流输出，并联在公共的直流母线上，结构较复杂，且成本较高。为了简化电路结构、降低系统成本，提高电能的利用效率，在太阳能光伏发电系统中可以用一个多输入直流变换器(MultipleInpu

4、tConverter,MIC)代替多个单输入直流变换器。MIC是将多个输入源和单个负载连接在一起的变换器，它允许多个输入源向单个负载供电，输入源的性质、幅值和特性可以相同，也可以不同，多输入源可以分别或同时向负载供电。（二)研究成果的主要内容、重要观点或对策建议1、拟解决的关键问题(1)给出光伏发电系统构成无缓冲单元的MIC电路拓扑的基本单元；(2)提出构成MIC时基本单元之间的组合级联规则；(3)推导出一系列无缓冲单元的MIC电路拓扑。2、研究和实验的主要内容(1)分析单输入直流变换器的组成和各个组成

5、部分的功能及电路结构，测绘单输入直流变换器的输出特性曲线和测定各项参数；(2)结合MIC的国内外相关技术资料，分析并总结这种变换器的硬件基础、拓扑结构、控制过程；(3)根据MIC的分类，由生成MIC电路拓扑的规则，对构成的恒定电源进行分析研究;(4)给出典型的双输入直流变换器的电路图，将其中两个脉冲电源扩展至多个，对生成的MIC电路拓扑进行仿真实验；(5)对生成的MIC电路拓扑结构进行简化以满足开关管、变压器和整流二极管的共用，达到简化电路，节约材料，降低运行成本的目的；(6)根据仿真结果图，对比单输入

6、直流变换器的输出特性曲线和各项参数。（三）成果的创新特色、实践意义和社会影响1、创新特色(1)新能源的快速发展使光伏发电技术必将成为未来的节约能源的主导技术，将整个太阳能发电系统与多输入直流变换器的结合应用，能提高整个光伏发电系统的能量利用率和系统的稳定性，使得发电系统和用户端更加安全、可靠的运行。(2)本项目将光伏发电理论与易于实现的DC/DC变换有机地结合起来，开发一套集光伏发电、多输入直流变换器、直流负载及各种检测、观察设备于一体的试验与研究装置，提出一种更加完整的太阳能光伏发电系统中的多输入直流

7、变换器策略，提高太阳能光伏发电系统中的电能利用率，让系统遇到单个发电装置故障时负载部分还能正常工作。2、实践意义和社会影响通过多输入直流变换器实现新能源联合供电，能够促进可再生能源的开发与利用，降低煤炭、石油等石化能源的过分依赖，对于减少废气的排放、降低环境污染和建设节约型社会，实现可持续发展有重要意义。（四）研究成果和研究方法的特色⑴　融合光伏发电技术、电力电子技术，促进了专业之间的交叉和融合；⑵　将复杂的电力电子变换技术与基本实验结合起来，对于促进学生的实践动手能力，提高专业素养，为从事技术研究奠定

8、一定基础；⑶将光伏发电与节约能源，提高能源的利用率理念深入人心，增强节约意识，有利于社会可持续发展。三、项目研究总结报告（一）预定计划执行情况在项目组成员的共同努力、分工合作下，基本完成了预定计划，并学习改进控制策略，拟采用MPPT算法进行控制，以提高光伏发电输入源的利用率，实现效率最大化。（二）项目研究和实践情况1、项目研究情况项目组成员查阅了大量专著和文献资料，并基于MATLAB仿真平台和MULTISIM仿真平台，对项目所涉及的各部分电