【毕业设计】光伏发电系统设计 ㊣ 精品文档 值得下载

用电问题，光伏用量达到。

该项目大大刺激了光伏工业，国内建起了几条太阳电池的封装线，使太阳电池的年生产量迅速达到年当年产量。

为了促进我国太阳能光伏发电产业的发展，实现可再生能源中长期规划提出的发展目标，年国家发改委启动了大型并网光伏示范电站建设计划，加快解决日照资源丰富的西部八省内蒙古云南西藏新疆甘肃青海宁夏陕西无电乡用电问题，明确要求并网光伏示范电站建设规模应不小于兆瓦，同时明确了大型并网光伏电站的上网电价通过招标确定。

图中国太阳电池年产量和年装机自至年，中国大陆的太阳能电池组件的产能以每年位数即年增长率超过的速度不断增长。

值得注意的是，中国年太阳能电池组件生产能力达到，太阳能电池年产量达到，超过日本和德国，已跃居世界第大光伏电池生产国。

年中国太阳能电池生产能力已达到，太阳能电池年产量达到。

但是生产的太阳电池以上用于出口。

图和表给出自年以来中国光伏市场的发展进程。

表中国太阳电池年产量和年装机比较年度年产量年装机截止到年底，年中国太阳能电池生产能力已达到，中国太阳电池的累计装机已经达到。

年全国电力装机，而光伏累计装机只有，仅占全国全年装机量的。

图和表给出了自年以来中国光伏年装机和累计装机的现状。

中国年当年光伏发电装机量仅占全球当年装机容量的，与光伏电池生产大国的身份极不相符。

中国光伏年装机和累计装机统计公历年光伏装机年装机累计安装图中国的光伏年装机和累计装机表中国光伏年装机和累计装机统计年度年装机累计安装国外光伏发电的现状及前景自年发现光生伏打效应和年第块实用的光伏电池问世以来，太阳能光伏发电取得了长足的进步，但是它的发展仍然比计算机和光纤通讯要慢得多。

年的石油危机和世纪年代的环境污染问题大大促进了太阳能光伏发电的发展。

随着人们对能源和环境问题认识的不断提高，光伏发电越来越受到各国政府的重视，科研投入不断加大，鼓励和支持光伏产业发展的政策也不断出台。

以年美国总统克林顿的百万太阳能光伏屋顶计划为标志，日本还有欧洲的德国丹麦意大利英国西班牙等国也纷纷开始制定本国的可再生能源法案，刺激了光伏产业的高速发展。

年以来，全球光伏产业连续年以以上的速度增长，年全球光伏电池产量为，到年已高达，增长了。

年开始，德国对可再生能源法进行了修订，新的补贴法案促成了德国光伏市场随后的爆发，随之而来的是发达国家间新轮的政策热潮和全球光伏市场的更高速膨胀。

年世界光伏电池年产量达到，年增长率高达，年产量达，增长率仍有图，年，美国加州州长施瓦辛格提出了要在加州实施百万个太阳能屋顶计划，在未来年内建设光伏发电系统的提案，这象征着美国光伏政策的新纪元的到来。

正是由于欧洲日本和美国强有力的政策推动，全球太阳能光伏发电系统市场才呈现出今天欣欣向荣的景象，太阳能光伏发电的前景无限光明。

图世界太阳能电池历年产量世界光伏发电的高速发展主要表现在以下几方面光伏电池产量持续增长多年来光伏产业直是世界增长速度最高和最稳定的领域之，年间，光伏电池产量以年均增长率超过的速度高速发展，太阳电池的产量从年的增加到年的，增长了倍。

生产规模不断扩大光伏产业的领头企业电池产量早已突破，且有越来越多的企业已经提出了建设年产电池生产线的目标。

光伏市场飞速膨胀不断有新的国家出台激励光伏发展的政策。

年德国补贴法修订后，仅用了年，即在年，德国市场年装机容量便达到了，占全球市场的，政府政策对光伏的激励可想而知。

而年，美国加州正式出台光伏安装计划，带动美国其它各州也纷纷仿效。

美国将成为继日本欧洲之后又大的光伏市场。

新技术不断出现，电池效率不断提高随着自动化程度和生产技术水平的提高，电池效率将由现在的水平单晶硅，多晶硅向更高水平单晶硅，多晶硅发展。

邓州市鑫园光伏电力开发有限公司与中科院联手，最新研制成功利用宇宙光能发电，光能发电采用最先进的生产工艺，每天可利用光能发电小时。

市场现有的单晶硅多晶硅太阳能电池只可利用小时，且对环境存有污染。

光能发电是当今世界的尖端科技，将为全人类彻底解决能源危机环境污染和可持续发展等三大世界难题，将做出历史性跨世代的伟大贡献，将为人类利用新能源新技术方面进入个崭新的时代，引发场世界科技革命，让全人类过着健康幸福和谐的生活。

本文所做的主要工作本文的目的是要设计套基于的单相光伏并网发电系统。

系统输出的并网电压为，系统输出功率为。

本文对光伏并网系统的系统组成结构工作原理控制策略等方面进行了详细的分析和研究。

本文的主要工作重点总结如下分析了单相光伏并网发电系统的组成结构和工作原理。

分析了不同主电路拓扑结构的优缺点。

研究了最大功率点跟踪控制的原理和方法，分析了目前常用的几种方法器最快转换时间。

多达个可编程复用的通用引脚位的模数转换模块，模数转换模块单路转换时间，单个的转换时间串行通信模块，包括串行外设接口两个接口模块增强的接口模块多通道缓冲模块功能强大的外部中断扩展模块，可支持个外部中断。

数字调节器的设计数字算法数字控制是用计算机实现控制，即把模拟控制规律数字化。

对于连续控制，用时间域来表示，其控制表达式为式中调节器输出量给定值与反馈值的误差比例系数积分时间也可以写成式中比例系数积分系数，计算机控制是种采样控制，算式中的积分运算只能用数值计算方法逼近，如积分项可以用矩形代替或梯形合式代替。

只要采样周期取得足够小，这种逼近可以相当精确，其表达式如下同样算式也可以写成其中积分时间的物理意义对输入进行累计，达到比例作用大小所需时间。

越小，积分越强，反之越大，积分作用越弱。

积分有利于提高精度，但对稳定性有影响。

下面递推算式。

第时刻算式为式减式则有则递推算式为其中在按式编写算式程序时，可以根据预先确定的的值，计算出的值，并将其存入内存中固定的存储单元，并设置初始值。

在式表示的算式中，控制作用的比例积分部分是相互的，因此不仅易于理解，也便于检查参数变化对控制效果的影响。

数字调节器参数整定整定即调节参数，选择采样周期，使得控制系统的性能指标达到要求。

整定方法有两类理论计算和工程整定方法。

理论计算要求已知各个环节的传递函数，计算比较繁琐工程整定法是在实验和经验中总结出来的方法，简单方便，工程实际中广泛采用。

下面介绍工程中常用的试凑法和扩充临界比例法。

试凑法试凑法是通过模拟或闭环运行如果允许的话观察系统的响应曲线，反复试凑参数，以达到满意的响应，从而确定参数。

增大比例系数，般将加大系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差。

但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使稳定性变差。

增大将减慢消除静差的过程，但有利于减小超调，减小振荡。

在试凑时，可参考以上规律，对参数实行先比例后积分的整定步骤。

将比例系数由小变大，并观察相应的系统响应，直至得到反应快超调小的响应曲线。

如果系统没有静差或静差已小到许可范围内，并且响应曲线已属满意，那么只需用比例调节器即可，比例系数可由此确定。

如果系统的静差不能满足设计要求，则须在比例调节的基础上加入积分环节。

整定时首先置积分时间为较大值，并将经第步整定得到的比例系数略微缩小如缩小为原值的，然后减小积分时间，使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。

在此过程中，可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数与积分时间，以得到较好的控制效果。

调节器的参数可以有各种不同的搭配，用不同的整定参数有可能得到同样的控制效果，只要被控过程主要指标已达到设计要求即可。

扩充临界比例法首先，将调节器选纯比例调节器，形成闭环，改变比例系数，是系统对阶跃输入的响应达到临界振荡状态，将这时的比例系统记为，临界振荡的周期记为，根据齐格勒尼科尔斯提供的经验公式，即可由这两个基准参数得到不同类型调节器的调节参数。

这种临界比例法给出了模拟调节器的参数整定。

用于数字调节器时，所提供的参数原则也是通用的，但根据控制过程离散化程度，可将这方法扩充。

预选个足够短的采样周期，具体说就是选择采样周期为被控对象纯滞后时间的以下。

做纯比例控制，并逐渐加大的值，是系统出现临界振荡，记下使系统发生振荡的临界值和系统的临界振荡周期。

选择控制度。

所谓控制度，是以模拟调节器为基准，将数字控制器的控制效果与模拟调节器的控制效果相比较，是数字控制器和模拟调节器所对应的过渡过程的误差平方的积分比，即实际应用中并不需要计算出两个误差平方的积分，控制度仅是表示控制效果的物理概念。

通常当控制度时，数字控制器和模拟控制器的控制效果相当当控制度时，数字控制器比模拟调节器的控制质量差。

如下表，求出的值。

表扩充临界比例法整定参数表衰减比控制度控制规律运行修正第五章总结与展望太阳能光伏阵列模块是将太阳能转化为直流电能的设备。

由于输出电压较低，利用了升压变换器。

早在七十年代初期，人们就开始研究逆交器装置使得能将光伏阵列模块产生的电能直接投入交流电网。

逆变器的两个主要任务是将光伏阵列模块产生的直流电能转化为交流正弦电流注入电网二是优化光伏阵列模块的工作点，使系统总是工作在光伏模块的最大功率点。

本论文研究了基于的太阳能光伏并网发电系统，利用变换器，采用全桥逆变，设计出套单相两级式光伏并网发电系统，对系统的结构及控制策略进行了研究。

总结本论文对光伏并网系统中的核心问题进行了较为细致深入的分析和研究，主要的研究工作总结如下分析了光伏发电在国内外的发展现状及前景。

研究了单相光伏并网发电系统的结构和工作原理，设计了套控制策略，采用了扰动观察控制法对进行跟踪，并用电压电流双闭环控制策略对逆变器进行控制实现并网。

设计了基于芯片的光伏并网发电系统的电路，包括系统的主电路控制电路。

运用对系统的实现方案进行仿真，包括光伏列阵最大功率点跟踪控制波形的产生数字调节器的设计电压电路双闭环控制。

展望目前光伏并网发电系统在世界各国得到了广泛的推广和应用，对其的利用和控制还是比较前沿的课题。

控制理论和电力电子技术的紧密结合使得该领域的研究博大精深。

虽然光伏并网发电系统在国外已经有了定规模的应用，但是这个领域仍然有很多技术问题有待解决，特别是在整个系统的核心并网逆变器的拓扑结构控制策略等方面。

本文对单相光伏并网发电系统进行的设计还处于实验仿真阶段，展望以后的工作，希望在以下几个方面取的进步的发展进步完善控制策略，优化程序设计，提高并网的可靠性。

设计三相光伏并网发电系统。

本文设计的是单相光伏并网发电系统，而实际中的电网是三相电，如何把单相光伏发电系统中的控制策略和软硬件设计应用到三相中，将是以后研究的重点。

实现光伏并网发电系统的产品化。

本文所设计的仅仅进行了初步的实验仿真，应在实验室进行软硬件设计，最终的目的是要将光伏