动方法基于的光伏并网逆变器硬件设计实现光伏并网逆变器的性能指标与技术参数性能指标技术参数主电路设计电路主要参数设计逆变电路主要参数设计驱动电路设计控制电路设计系统仿真与实验软件简介仿真波形电流跟踪型逆变器仿真光伏电池的输出特性仿真带有最大功率点跟踪的电路仿真结论致谢参考文献微型光伏发电并网逆变器设计绪论随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的不断快速发展，人类所需要的能源不断增加，现有的自然资源供应已经捉襟见肘，在此情况下，大力发展新的可替代能源已经成为当务之急。太阳能光伏发电作为种广泛发展前景的绿色环保能源技术，具有很多方面的优势。光伏并网逆变器作为光伏发电系统的核心设备，其可靠性和效率对推广光伏系统有效用能降低系统造价至关重要。本论文对光伏发电并网逆变器的总体方案设计主电路拓扑及其设计器件选择控制策略最大功率点跟踪以及孤岛检测进行了深入研究。本章主要论述课题的背景与意义，并对当前光伏并网逆变器的发展现状进行简单介绍。光伏发电的背景及意义太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有储量的无限性存在的普遍性开发利用的清洁性以及逐渐显露出的经济性等优势，它的开发利用是最终解决常规能源特别是化石能源带来的能源短缺环境污染和温室效应等问题的有效途径，是人类理想的替代能源。太阳能开发利用必将在世纪得到长足发展，并将在世界能源结构转移中担当重任，成为世纪后期的主导能源。世界能源状况能源就是向自然界提供能量转化的物质。能源是人类活动的物质基础。在种意义上讲，人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界，能源的发展，能源和环境，是全世界全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。能源可分为次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源。后者指由次能源加工转换而成的能源产品，如电力煤气蒸汽及各种石油制品等。根据产生的方式可分为次能源和二次能源。次能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，次能源包括可再生的水力资源和不可再生的煤炭石油天然气资源，其中包括水石油和天然气在内的三种能源是次能源的核心，它们成为全球能源的基础除此以外，太阳能风能地热能海洋能生物能以及核能等可再生能源也被包括在次能源的范围内二次能源则是指由次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如电力煤气汽油柴油焦炭西南石油大学本科毕业设计论文洁净煤激光和沼气等能源都属于二次能源。我国是个能源生产和消费大国。年次能源消费总量为亿吨标煤，比年增长。次能源品种的消费构成比例为煤炭占石油占天然气占水电占，核电，其他。从数据可以看出，煤炭在我国能源结构中比例超过，而比较清洁的化石燃料如石油和天然气比例较小，与世界能源结构形成鲜明对照。这种情况给我国能源需求和发展带来很大压力。年，中国的原油进口达到亿吨，约占中国原油总需求量的中国天然气的进口量也在逐年增加。这说明我国的能源结构亟待改善，而且任务非常艰巨。图为世界及中国能源状况。年年年年年年太阳能无穷大石油约年约年天然气约年约年煤约年约年铀约年约年世界中国图世界及中国能源状况太阳能光伏发电的广阔前景及发展趋势太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到年，可再生能源在总能源结构中将占到以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到以上到年，可再生能源将占总能耗的以上，太阳能光伏发电将占总电力的以上到世纪末，可再生能源在能源结构中将占到以上，太阳能发电将占到以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。根据可再生能源中长期发展规划，到年，我国力争使太阳能发电装机容量达到百万千瓦，到年将达到百万千瓦。预计，到年，中国可再生能源的电力装机将占全国电力装机的，其中光伏发电装机将占到。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达以上。微型光伏发电并网逆变器设计光伏发电系统光伏发电工作原理及分类白昼，光伏电池组受到太阳光的照射，产生定的电动势，各电池组件通过串并联形成太阳能电池方阵，即光伏阵列，阵的波形作锯齿型变化，如图所示。而滞环控制器的环宽则决定了锯齿型变化的范围，较小，逆变器输出电流跟踪给定的效果好，但是逆变器的开关频率将提高，开关损耗也更大。在跟踪型逆变器中选择适当的环宽是非常重要的。光伏电池的输出特性仿真根据光伏电池的等效电路，我们在中建立了仿真模型，如图所示。西南石油大学本科毕业设计论文图光伏电池仿真模型图和分别为仿真得出在相同温度下光伏电池输出电流对输出电压的曲线和输出功率对电压的曲线。仿真模型很好的反映了光伏电池随光照强度所变化的输出特性。仿真曲线仿真曲线图光伏电池输出特性仿真带有最大功率点跟踪的电路仿真带有最大功率点跟踪的仿真模型如图所示。微型光伏发电并网逆变器设计图最大功率点跟踪仿真模型占空比占空比波形图占空比波形西南石油大学本科毕业设计论文效率效率波形图升压转换效率图参考电流图参考电流波形功率图输出功率波形微型光伏发电并网逆变器设计光伏电池电压图光伏电池电压图为电路的占空比波形，图为升压转化的效率，从仿真波形可以看出效率接近，达到要求。图为参考电流波形。图为输出功率仿真波形，图为光伏电池电压波形。西南石油大学本科毕业设计论文结论本文根据西南石油大学本科毕业设计论文任务书的设计要求，针对并网型光伏发电系统，分析了光伏并网发电系统应用的背景和趋势，介绍了光伏并网发电系统的原理并结合本系统分析了各种拓扑结构的优缺点。采用了种结构灵活低成本的全桥逆变作为太阳能光伏并网逆变拓扑结构，该种系统结构体积小，噪声低，成本低。分析了光伏电池的输出特性以及常用的光伏电池最大功率点跟踪的方法。确定了前级实现控制，后级实现并网逆变功能。对孤岛效应的原理和常见的孤岛效应检测方法进行了分析，采用了种周期扰动方法进行孤岛检测，减小了并网逆变器对电网的谐波污染，减小了检测盲区。本文针对所设计的微型光伏发电并网逆变器的各项主要参数，选用公司的作为主控芯片。对整个系统硬件电路的重要参数以及些重要的调理电路进行了设计。由于本人初次接触此种类型的设计课题，基于自身理论知识和实践能力有限，且学校实验室能够提供的实验条件也同样有限，未能完成对微型光伏发电并网逆变器电路的安装与调试，没有完全完成对设计方案的验证工作，因此本文主要通过仿真来进行验证。在中建立了部分仿真，验证了该逆变器的部分性能要求，达到了设计的预期目标。微型光伏发电并网逆变器设计致谢参考文献胡德勇，用宏春应重视能源结构调整的目标中国能源，赵玉文，吴达成，王斯成，等中国光伏产业发展研究报告中太阳能李仲明极富发展前景的多晶硅薄膜太阳能电池新材料产业朱铭炼光伏并网逆变器设计，研究生学位论文南京南京航空航天大学，王兆安，刘进军电力电子技术第版北京机械工业出版社，丁道宏电力电子技术修订版北京航空工业出版社，年廖志凌太阳能光伏发电系统关键技术研究，博士学位论文南京南京航空航天大学,郑诗程，丁明，苏建徽光伏发电系统及其孤岛效应的仿真与实验研究系统仿真学报刘和平，严利平，张学锋等，语言开发应用，北京航空航天大学出版社，周志敏，周继海，纪爱华逆变电源实用技术设计与应用北京中国电力出版社，杨海柱，金新民光伏并网逆变器设计国外电子元器件王守仁，金新民，杨海柱小功率光伏并网逆变器电气时代马幼捷，程德树，陈岚等光伏并网逆变器的分析与研究电气传动张敬南,姚绪梁,张强,罗耀华基于工程设计法的双向直流变换装置的设计电力电子技术廖志凌,阮新波种光伏发电系统双向变换器的控制策略电工技术学报谢文涛，张东，吕征宇光伏发电系统中前端变换器的设计机电工程，西南石油大学本科毕业设计论文,本科毕业设计论文题目微型光伏发电并网逆变器设计学生姓名学号教学院系专业年级电气工程及其自动化指导教师职称单位辅导教师职称单位完成日期年月日摘要随着经济全球化的不断发展与深入，人类对能源的需求已经引发了能源危机和环境污染。可再生能源受到了各国的广泛重视。近年来，太阳能以其清洁分布普遍和资源量大的优点，成为世界关注的焦点。光伏并网逆变器作为光伏并网发电的重要装置，其拓扑结构和控制算法的设计成为当下研究的重点。本论文在此背景下，对并网逆变器进行了深入的研究，在此基础上设计了基于公司生产的数字信号处理器芯片的微型光伏发电并网逆变器。本文首先分析了现有光伏并网逆变器的主回路拓扑结构，在此基础上采用无变压器绝缘的两级他拓扑结构，然后分析了前级电路和后级的全桥逆变电路工作原理。其次，分析了太阳能电池的模型及输出特性，比较了些常用的最大功率点跟踪控制方法，确定了本论文采用扰动观测法来实现，并针对本文设计的两级拓扑结构的微型逆变器提出了最大功率点跟踪控制的实现过程。再次，阐述了孤岛效应产生的原因及危害，并对孤岛效应的些检测方法进行了比较，采用了周期性扰动正反馈频率漂移孤岛检测方法。根据系统的整体控制方案，本文最后给出了光伏并网逆变器硬件设计，并在理论分析的基础上，分别对太阳能光伏电池最大功率点跟踪控制进行了仿真，部分验证了本文所设计的光伏并网系统的可行性。关键词太阳能光伏并网逆变器最大功率点跟踪孤岛检测目录摘要绪论光伏发电的背景及意义世界能源状况太阳能光伏发电的广阔前景及发展趋势光伏发电系统光伏发电工作原理及分类光伏并网逆变器的关键技术本课题的主要研究内容光伏并网逆变器的总体结构设计并网逆变器的分类与拓扑结构并网逆变器的分类逆变器的拓扑结构光伏并网逆变器的总体设计方案系统工作原理前级电路工作原理后级单相全桥逆变器的工作原理并网逆变器关键技术光伏阵列最大功率点跟踪光伏电池的原理太阳能光伏电池的最大功率输出跟踪策略变步长扰动观察法的实现孤岛效应检测方法研究孤岛效应及其危害周期扰动方法基于的光伏并网逆变器硬件设计实现光伏并网逆变器的性能指标与技术参数性能指标技术参数主电路设计电路主要参数设计逆变电路主要参数设计驱动电路设计控制电路设计系统仿真与实验软件简介仿真波形电流跟踪型逆变器仿真光伏电池的输出特性仿真带有最大功率点跟踪的电路仿真结论致谢参考文献微型光伏发电并网逆变器设计绪论随着经济全球化进程的不断加