太阳能发电系统研究
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摘要
在地球环境污染和能源形势的变化日趋严峻的背景下，太阳能作为一
种无公害、储量无穷的自然能量，引起人们的关注。为此，本文综述了家
用太阳能空调系统研究的发展概况、研究动态及应用前景。并对家用太阳
能发电系统做了一系列的研制。
首先，介绍了太阳能电池的结构原理，测试太阳能电池的输出特性，
作为整个太阳能发电系统研制的基础。针对自然太阳光强度变化的随机
性，研制出仿太阳能电池输出特性的模拟电源，作为系统设计的辅助电源。
其次，采用功率比较法求取最大功率点驱动Cuk电路，用以实现太阳能
电池最大功率点的跟踪和控制。在分析模糊逻辑技术的原理、特点基础上，
针对功率比较法的不足和局限性，提出并研究了模糊控制的最大功率跟踪
方案。从理论上对太阳能发电系统中的双方向逆变器进行初步探讨。最后，
将研制出的太阳能空调系统与电力系统连网运行，并通过大量的实测结果
说明该系统的节能效果。
With the background of senous pollntion and energy crisis solar energy is gained
attention as a sort of noncontaminative and inexhaustible natural energy So the aurvey,
development and application foreground of solar air-condition of home appliance is
given and study of solar generator system of home appliance is presented in the paper.
First of afl, introduction of basic structure and principle of photo ltaic cell and testing
output character is a foundation of whole solar generator system. Because of radomicity
of natural sun rays an electrical source which simulates output character of photovoltaic
cell is researched and it is an auxiliary source of system. Second, a cuk circuit drived by
maximal power point in which power comparing method was applied aazalizes tracing
and controlling of maximal power point. After analasis of principle and character of
fuzzy logic technique and shortcoming dement a scheme applied fuzzy control technique
of maximal po~r tracing is advanced. Dual-direction inveiter in solar generator system
is discussed primaxily in theory Finally, solar air-conditior system and power system
is connected parally and a great deal of data measured shows energy saving effect.
种无公害、储量无穷的自然能量，引起人们的关注。为此，本文综述了家
用太阳能空调系统研究的发展概况、研究动态及应用前景。并对家用太阳
能发电系统做了一系列的研制。
首先，介绍了太阳能电池的结构原理，测试太阳能电池的输出特性，
作为整个太阳能发电系统研制的基础。针对自然太阳光强度变化的随机
性，研制出仿太阳能电池输出特性的模拟电源，作为系统设计的辅助电源。
其次，采用功率比较法求取最大功率点驱动Cuk电路，用以实现太阳能
电池最大功率点的跟踪和控制。在分析模糊逻辑技术的原理、特点基础上，
针对功率比较法的不足和局限性，提出并研究了模糊控制的最大功率跟踪
方案。从理论上对太阳能发电系统中的双方向逆变器进行初步探讨。最后，
将研制出的太阳能空调系统与电力系统连网运行，并通过大量的实测结果
说明该系统的节能效果。
With the background of senous pollntion and energy crisis solar energy is gained
attention as a sort of noncontaminative and inexhaustible natural energy So the aurvey,
development and application foreground of solar air-condition of home appliance is
given and study of solar generator system of home appliance is presented in the paper.
First of afl, introduction of basic structure and principle of photo ltaic cell and testing
output character is a foundation of whole solar generator system. Because of radomicity
of natural sun rays an electrical source which simulates output character of photovoltaic
cell is researched and it is an auxiliary source of system. Second, a cuk circuit drived by
maximal power point in which power comparing method was applied aazalizes tracing
and controlling of maximal power point. After analasis of principle and character of
fuzzy logic technique and shortcoming dement a scheme applied fuzzy control technique
of maximal po~r tracing is advanced. Dual-direction inveiter in solar generator system
is discussed primaxily in theory Finally, solar air-conditior system and power system
is connected parally and a great deal of data measured shows energy saving effect.
引文
[1] 冯垛生.电力变频调速与节能贵州科技出版社，1992。
[2] 陆均等．太阳能发电地面应用的前景及发展方向．新能源．1995． 17(2) ： 9～12
[3] 李文滋．关于中国发展的探讨.新能源1992． 14(7) ：1～3
[4] 千住智信. 制御 太阳电池 最大电力点 探索.电学论 D，114卷,9号，平成6年(1994年)：843~848． (冯垛生教授编译)
[5] 熊本工大， 原田等.采用升降压PWM功率型逆变器的太阳光发电系统． 1994年。(冯垛生教授编译)
[6] 冈土．太阳光发电用 技术电学论C，115卷，1号，平成7 年(1995年)： 34~38． (冯垛生教授编译)
[7] 大西，高田．太阳电池 最大出力制御方式 比较 昇降压 回 路 用 制御特性.电学论D，112卷，3号，平成4年(1992年)： 250~255． (冯垛生教授编译)
[8] 三浦刚等．带高频环变换器的多功能太阳光发电、蓄电系统．1995年。 (冯垛生教授编译)
[9] 佐藤等．双方向电流控制型变换器式空调器的新控制方法电学论D， 10917(平成元年)。(冯垛生教授编译)
[10] 田中等.家用太阳能空调系统．1993年。(冯垛生教授编译)
[11] 木田等．太阳电池最大功率点控制的一种方法．同志社大学1991年。 (冯垛生教授编译)
[12] 大西等.太阳能发电用频率跟踪型多功能PWM逆变器的试验特性．德 岛大学． 1994． (冯垛生教授编译)
[13] 铃木等．太阳能空调器的开发.三洋电机1992。(冯垛生教授编译)
[14] 牛岛等.应用双向电流控制型变换器的太阳能空调器．三洋电机1989。 (冯垛生教授编译)
[15] 星野等．太阳光发电系统中DC/DC变换器和逆变器的研究 东京都立大 学工学部． 1991。(冯垛生教授编译)
[16] 高桥勋．太阳光发电用电力再生逆变器．长冈科技大学．1995。(冯垛生
教授编译)
[17] 小山纯等．应用人工神经网络进行太阳能电池最大功率点控制的仿真． 长崎大学．1995． (冯垛生教授编译)
[18] 刘复华．8098单片机及其应用
[19] K．Tanaka．Residential Photovoltaic System with an Air Conditioner．VSEC 5． 1990：885～889
[20] M．Matsui，M. Naqai．High frequency link nonresonant type soft Swithing Converter．IEE．JapanIPEC．1995：1542-1547
[21] 张占松．高频开关稳压电源.广东科技出版社1992
[22] R P. Sevems，G E．Bloom．Modern DC-to-DC Switchmode Power Converter Circuits．New York．Van Nostrand．1985
[23] W.A.Tabisz,F C．Lee．Application of A Novel Multi-Resonant Switch in High-Frequency DC／DC Conventer．Vir ginia Power Electronice Center Power Electronics Seminar Proceedings．Blacksburg：VPEC．1987
[24] 周鸿昌.能源与节能技术．同济大学出版社1996
[25] 张立，黄两一．电力电子场控器件及其应用.机械工业出版社1996
[26] 孙育才．MCS-51系列单片微型计算机及其应用.东南大学出版社1990
[27] 陈伯时，陈敏逊．交流调速系统机械工业出版社．1996
[28] 刘复华．8098单片机及其应用系统设计．清华大学出版社1992
[29] 张燕宾．SPWM变频应用技术．机械工业出版社．1996
[30] 吴守缄，臧英杰.电气传动的脉宽调制控制技术机械工业出版社1996
[31] 王福瑞.单片微机测控系统设计大全．北京航空航天大学出版社．1999
[32] 余永全．单片机模糊逻辑控制．北京航空航天大学出版社1995
[33] 余永全．单片机与家用电器智能化技术电子工业出版社1995
[34] 谢剑英．微型计算机控制技术．国防工业出版社1985
[35] 张幽彤，陈宝江MCS-8098系统实用大全.清华大学出版社1993
[36] 《中国集成电路大全》编写委员会．中国集成电路大全CMOS集成电 路．国防工业出版社．1985
[37] 《中国集成电路大全》编写委员会中国集成电路大全集成运算放大器． 国防工业出版社1985
[38] 朱晓强，姚志石．8096/8098单片机原理及应用．复旦大学出版社1993
[39] 诸静等．模糊控制原理与应用．机械工业出版社1995
[40] B．K.Bose．Microcomputer Control of a Residential Photovoltaic Power Conditioning System．IEEE Trans．Ind．Applicat．IA-21． No．5． 1985： 1182-1184
[41] 门田等．用电流型PWM逆变器和DC／DC变换器与交流系统联系的太 阳能发电系统.产业应用部门志Vol.116D.1996：89~93
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[43] H.Iosda．Battery charging characteristics in small scaled photovotaic system Using Resonant DC/DC converter with Electric Isolation．IECON．1990： 1118~1124
[44] K．Tanaka．Risidential photovoltaic system with an Air Conditioner．PVSEC-5． 1990：885~890
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[46] 张淼，冯垛生．三相可逆系统在太阳光伏系统中应用的研究新能源． 1999，21(2) ：17~20
[47] Wu．Rusong Dewan．S．B,Slemon．G R．Analysis of an AV\C-to-DC voltage Source converter using PWM with phase and amplitude control．IEEE Trans on Industry Appl,1991，27(2) ：355~364
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[49] 袁涛，孙腾堪PL／M-96程序设计语言及其应用.清华大学出版社1992
[50] 喻方平，罗微MCS-96系列单片机PL／M语言编程及系统的设计与调 试电子工业出版社1998
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