新能源的使用與開發(fā)是當(dāng)前社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求,太陽能LED路燈在城市、農(nóng)村道路照明領(lǐng)域起到了重要作用,在充分利用太陽能作為能量來源的同時(shí),極大意義上替代了有限能源的使用,提高了社會經(jīng)濟(jì)效益,因此,更好的優(yōu)化路燈系統(tǒng)有利于推動道路照明邁向經(jīng)濟(jì)化、實(shí)用化和智能化�，F(xiàn)有的路燈系統(tǒng)圍繞實(shí)用與智能這兩個(gè)方面存在著一些發(fā)展瓶頸問題,一是當(dāng)前路燈系統(tǒng)采用傳統(tǒng)DC/DC拓?fù)?無法提高輸出功率等級,不能較好適應(yīng)路燈市場功率要求,二是在高溫環(huán)境下路燈進(jìn)行MPPT充電時(shí)控制器發(fā)熱較為嚴(yán)重,目前一般的做法是加上散熱器,但散熱效果并不好且投入成本增加,三是路燈實(shí)現(xiàn)智能組網(wǎng)成本較高且組網(wǎng)效果差,傳輸距離有限。針對以上問題,本文參考了大量相關(guān)文獻(xiàn)后進(jìn)行系統(tǒng)化研究,將交錯并聯(lián)技術(shù)應(yīng)用到路燈主電路結(jié)構(gòu),并提出了一種自適應(yīng)模糊PI雙閉環(huán)均流控制策略,能夠自動識別交錯并聯(lián)數(shù)并保證其均流效果;通過推導(dǎo)路燈充電過程的功率損耗以及分析最大功率點(diǎn)跟蹤原理,將PID算法與基于擾動觀察法的MPPT算法相結(jié)合,提出了一種帶有PID溫度保護(hù)的MPPT控制策略,能夠在檢測溫度超過閾值時(shí)進(jìn)行溫度控制,保證系統(tǒng)在溫度允許范圍內(nèi)進(jìn)行最大功率點(diǎn)... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

-2018年中國太陽能路燈行業(yè)安裝量情況

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6第2章研究基礎(chǔ)技術(shù)分析2.1太陽能LED智能照明系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)本文所研究的太陽能LED路燈系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，由太陽能板、LED負(fù)載、蓄電池、控制器以及LoRa節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，圖中藍(lán)色虛線框表示的是太陽能路燈系統(tǒng)充放電部分的內(nèi)容，通過主控芯片程序中系統(tǒng)對充放電狀態(tài)的判斷，選擇在合適的時(shí)間進(jìn)行充放電操作，為了充分利用太陽能以及考慮在如陰雨天等惡劣天氣條件下也能確保路燈照明的正常運(yùn)行，采用了MPPT算法作為路燈充電控制策略。而紅色虛線框表示的是路燈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線通信部分的內(nèi)容，控制器與LoRa節(jié)點(diǎn)模塊相連接，并利用LoRa節(jié)點(diǎn)與LoRa網(wǎng)關(guān)之間的無線通信功能，使路燈系統(tǒng)相關(guān)工作數(shù)據(jù)能夠遠(yuǎn)程傳輸?shù)絎eb端，便于工作人員實(shí)時(shí)查看路燈狀態(tài)，并下發(fā)相應(yīng)命令對路燈進(jìn)行控制。圖2.1太陽能LED路燈控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2組網(wǎng)技術(shù)研究組網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)便于集中管理路燈群體，并有效提高城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，關(guān)于路燈組網(wǎng)技術(shù)的研究，主要考慮以下幾個(gè)方面：(1)成本對于個(gè)體數(shù)量龐大的路燈系統(tǒng)來說，成本是限制其發(fā)展的一個(gè)重要因素，因此為了實(shí)現(xiàn)路燈系統(tǒng)自組網(wǎng)，需要選擇成本低且通信能力較強(qiáng)的無線模塊作為自組網(wǎng)的重要組成部分，除此之外，也要考慮整體運(yùn)維成本。(2)距離路燈系統(tǒng)分布較為廣泛，數(shù)量較多，優(yōu)先考慮遠(yuǎn)距離組網(wǎng)方式。

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文8NB-IoT相比于LoRa技術(shù)，其單個(gè)模塊的成本是LoRa模塊的兩倍，而且工作在授權(quán)付費(fèi)頻段，此外，在技術(shù)更新方面，NB-IoT技術(shù)升級成本更高一些，而LoRa技術(shù)工作在全球免費(fèi)頻段，無需考慮后期費(fèi)用，并隨著市場越來越成熟，LoRa模塊的成本將會進(jìn)一步下降。所以綜合比較來看，通信距離遠(yuǎn)、續(xù)航時(shí)間長的LoRa技術(shù)非常適用于太陽能LED路燈系統(tǒng)自組網(wǎng)研究，該技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)是能夠有效降低運(yùn)營的成本，提高物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用壽命，還能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模、低成本的網(wǎng)絡(luò)部署，在管理上也十分方便。2.2.2LoRaWAN協(xié)議介紹LoRaWAN是LoRa聯(lián)盟推出的一個(gè)基于開元的MAC層協(xié)議的低功耗廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)可以在簡化本地配置的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)備的交互操作。圖2.2LoRaWAN分層架構(gòu)圖如圖2.2所示，LoRaWAN協(xié)議按照架構(gòu)可分為4部分，分別為終端節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及用戶。終端節(jié)點(diǎn)一般連接各種傳感器，負(fù)責(zé)采集相關(guān)數(shù)據(jù)并通過LoRaWAN無線協(xié)議回傳給網(wǎng)關(guān)，一般節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間的通訊會采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相比于點(diǎn)對點(diǎn)的通信模式更加穩(wěn)定，而終端節(jié)點(diǎn)與后端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的通信依靠網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，且通過OTAA或ABP入網(wǎng)方式請求與服務(wù)器進(jìn)行交互。其中，網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的通信是通過TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。最終用戶從服務(wù)器中獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析和使用[24]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于模糊PID控制算法的管廊通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊輝,嚴(yán)永鋒,陸榮秀.  控制工程. 2019(12)
[2]一種交錯并聯(lián)零電流軟開關(guān)雙向DC/DC變換器設(shè)計(jì)[J]. 宋朝鋒,張紅娟,靳寶全,高妍,張靈.  電測與儀表. 2018(04)
[3]交錯并聯(lián)技術(shù)在雙向DC/DC變換器中紋波抑制分析與應(yīng)用[J]. 呂飛揚(yáng),李征.  儀表技術(shù). 2017(10)
[4]光伏電池工程模型及幾種最大功率點(diǎn)跟蹤算法的研究[J]. 余曉鵬,肖文波,吳華明,肖永生.  南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[5]光伏占空比擾動控制MPPT及其仿真研究[J]. 方波,羅書克,康龍?jiān)?  可再生能源. 2013(10)
[6]LED照明的負(fù)載特性[J]. 王世福,魏波,梁偉.  中國照明電器. 2013(06)
[7]基于模糊策略的光伏發(fā)電MPPT控制技術(shù)[J]. 陳俊,惠晶.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2009(06)

博士論文
[1]路燈、景觀燈照明控制系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究[D]. 張軍朝.太原理工大學(xué) 2012
[2]基于數(shù)字控制器的多相并聯(lián)Buck變換器的建模與研究[D]. 杜煒.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2011

碩士論文
[1]LoRa技術(shù)及其在智慧路燈中的應(yīng)用研究[D]. 陳南松.湘潭大學(xué) 2019
[2]基于多相交錯并聯(lián)Buck電路的DVR控制技術(shù)研究[D]. 陳曄.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于LoRaWAN的無線抄表方法的研究與改進(jìn)[D]. 雷婧.蘭州大學(xué) 2019
[4]基于ZigBee的路燈智能控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D]. 楊濤.西安科技大學(xué) 2018
[5]基于改進(jìn)型模糊PID的光伏系統(tǒng)MPPT控制技術(shù)研究[D]. 石玲玉.浙江師范大學(xué) 2018
[6]交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器研究與設(shè)計(jì)[D]. 謝春.杭州電子科技大學(xué) 2018
[7]感知天氣的太陽能路燈及其發(fā)電量預(yù)測的研究[D]. 陳國棟.溫州大學(xué) 2017
[8]基于模塊交錯并聯(lián)技術(shù)的電流控制型降壓電路研究[D]. 羅光永.遼寧大學(xué) 2016
[9]DC/DC充電機(jī)功率損耗分析及電路設(shè)計(jì)[D]. 湯厚濤.電子科技大學(xué) 2016
[10]基于三相交錯并聯(lián)同步Buck太陽能充電控制器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 杜旭冉.太原科技大學(xué) 2016



本文編號：2935636