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原文传递交通节能照明设施控制系统研究

论文题名：	交通节能照明设施控制系统研究
关键词：	光伏照明;最大功率点控制;仿真模型;交通照明系统;异步电动机
摘要：	能源是国家经济、社会发展和提高人民生活水平的物质基础，能源问题是一个关系国计民生的重要问题。随着科学技术的飞速发展，经济水平的不断提高，人类对能源的需求也在日趋增长。随着能源需求量的日趋增大，人类被随之而来的能源危机、环境污染所困扰。太阳能与其他能源相比具有来源广泛、开发简单、安全、无污染等一系列优点，从而得到各国的重视。但光伏系统尤其是离网光伏系统一直存在转化效率低、化学蓄能设备对环境二次污染等问题。因此，提高离网光伏系统的光-电转化率、消除蓄能设备的二次污染，对光伏系统的推广具有相当重要的意义。　　本文从交通节能照明的角度对光伏离网照明系统进行了以下方面的研究: 　　 ①对交通照明系统主要组成部分进行了介绍与分析。通过对LED照明系统、光伏电池、逆变器、储能系统的介绍与最新进展的分析，提出了基于异步电动机的飞轮储能光伏照明系统。本系统的储能部件采用基于异步电动机的飞轮储能系统，一方面有效的解决了传统化学储能设备所带来的二次污染问题，另一方面相对于传统化学储能设备，采用异步电动机的飞轮蓄能系统具有寿命长、能效高的优点; 　　 ②对光伏电池的特性进行分析，建立了光伏电池的数学模型。对光伏系统最大功率控制的原理和方法进行了介绍与分析。针对交通运输节能照明系统的特点选择出适合本系统的最大功率点控制方法; 　　 ③对最大功率点控制扰动观察法与Boost电路进行了详细的分析与研究。对电路中的旁路电容、电感、储能电容进行了分析并建立数学模型; 　　 ④在外界环境稳定时，扰动观察法存在占空比超调现象，从而造成输出功率不稳定。本研究使用时域分析法，建立扰动时旁路电容两端电压变化的数学模型。利用建立的数学模型对定步长扰动观察法和变步长扰动观察法中存在的占空比超调情况进行了详细分析，最终提出一种改进型的扰动观察法，使系统在降低纹波电流、纹波电压的同时，既能在外界环境变化时有较快的响应速度又能在外界环境稳定时有较为稳定的输出功率; 　　 ⑤对异步电动机控制原理与控制策略进行了介绍，针对交通节能照明系统特点，选择直接转矩控制作为异步电机调速策略。将光伏发电部分与飞轮储能部分相结合，最终实现飞轮电池的充放电控制; 　　 ⑥通过MATLAB的SIMULINK仿真，证明了理论的正确性与可行性，为下一步实际运用打下了基础。
作者：	许果栗
专业：	交通运输工程
导师：	杜子学;刘朝涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文