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太阳能市电智能互补LED照明系统研究

太阳能市电智能互补LED照明系统研究

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作者：杨菲菲华侨大学

学位级别：硕士

随着环境污染和能源危机日益严重，充分开发利用可再生能源成为当今社会的一大趋势。太阳能以其取之不尽，用之不竭并且不受地域影响的优点，成为可再生能源种类中最受关注的焦点之一。LED照明以其环保、寿命长的优势逐渐成为照明灯具... 详细信息

随着环境污染和能源危机日益严重，充分开发利用可再生能源成为当今社会的一大趋势。太阳能以其取之不尽，用之不竭并且不受地域影响的优点，成为可再生能源种类中最受关注的焦点之一。LED照明以其环保、寿命长的优势逐渐成为照明灯具的主流。太阳能LED照明系统在很大的程度上摆脱对传统电源和人工维护等方面的依赖，可很大程度地降低成本。通过分析现有的太阳能LED照明系统的供电方式可知，为了保证供电系统的可靠性和稳定性，太阳能LED照明系统需添加备用电源。在太阳能LED照明系统中一般都采用蓄电池作为备用电源，但是蓄电池具有寿命短、污染环境等缺点，而且其成本占光伏系统造价的20%5%。若在一些需要昼夜照明的环境中，如地下停车场、地下超市等，可以在有市电的场合利用市电作为备用电源，不需要采用蓄电池。利用多输入变换器搭建太阳能/市电联合供电的LED照明系统，这样既可以提高太阳能的利用效率又可以简化电路、降低成本。在查阅大量的有关多输入变换器的国内外资料基础上，选择双输入buck直流变换器作为太阳能/市电联合供电的LED照明系统的主电路。根据双输入buck电路的原理和对多输入变换器的能量管理策略进行合理分析，选择合理的设计方案并设计合理的能量管理策略，通过只采用单周期控制电压的方式来实现电路的三种工作模式，即太阳能单独供电，市电单独供电，太阳能市电联合供电。在saber软件搭建电路模型并设计电路的参数。选择合适的补偿网络，在mathcad软件里设计输出电压调节器参数并进行仿真。系统仿真结果证明能量管理策略的可行性。最后完成系统搭建，对系统进行软件和硬件的合理设计，选择STC12C系列的单片机为控制核心，设计控制程序，选择开关管和二极管，对MOS管驱动电路、采样电路、LED驱动电路等硬件电路进行设计。搭建系统实验平台，并进行实验验证，结果表明数字电路控制的方案具有可行性，基本达到预期目标。

关键词：太阳能市电互补 LED照明系统双输入buck saber建模与仿真

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