1、 本科毕业设计本科毕业设计（论文）（论文）开题报告开题报告 题目：题目： 800W微型光伏发电并网逆变器微型光伏发电并网逆变器设计设计 学生姓名学生姓名 学学 号号 教学院系教学院系 电气信息学院电气信息学院 专专业年级业年级 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 2008 级级 指导教师指导教师 职职 称称 教授教授 单单 位位 800W 微型光伏发电并网逆变器设计 1 1 设计设计目目的与的与意义意义 1.1 目的与目的与意义意义 逆变器是把直流电能转变成交流电（一般为 220v/50Hz 正弦或方波） 。中小功率 逆变器是户用独立交流光伏系统中重要的环节之一，其可靠性和效率对推广光伏系
2、统、有效用能、降低系统造价至关重要，因而各国的光伏专家们一直在努力开发适于 户用的逆变电源，以促使该行业更好更快地发展。 本论文根据光伏发电并网系统的特点， 设计一台额定功率为 800W 的微型光伏发 电并网逆变器。该并网逆变器能实现最大功率点跟踪和实现反孤岛效应控制功能，控 制部分采用 TMS320F240 型 DSP 作为电流跟踪方案，实现与电网电压同步的正弦电 流输出。 1.2 现状现状 目前我国在小功率逆变器上与国际处于同一水平，在大功率并网逆变器上，合肥 阳光电源大功率逆变器 2005 年已经批量向国内、国际供货。该公司 250KW、500KW 等大功率产品都取得了国际、国内认证，部
3、分技术指标已经超过国外产品水平，并在 国内西部荒漠、世博会、奥运场馆等重点项目上运行，效果良好。 逆变器不仅具有直交流变换功能， 还具有最大限度地发挥太阳电池性能的功能和 系统故障保护功能。根据采用隔离变压器的类型，并网逆变可分为低频环节、高频环 节以及非隔离型并网逆变低频环节并网逆变器采用工频变压器作为与电网的接口， 因 此存在体积和重量大、音频噪音大的缺点；而非隔离型并网在一些国家禁止使用，因 此现在普遍采用直接挂在电网上运行的高频环节并网逆变器。 光伏发电系统中逆变器是非常重要的部件， 决定着系统的效率以及输出电流波形 的质量。逆变器的拓扑有很多种，其中最常用的是全桥结构。为了降低光伏发
4、电系统 的成本，现在许多国家都在不遗余力的对高效逆变器进行研究。目前国际上一些知名 公司的逆变器产品整机效率已经可以达到 93%95%。 2 设计设计任务概况任务概况 任务要求任务要求 （1）完成电气原理图设计； 西南石油大学本科毕业设计开题报告 2 （2）完成元器件参数计算和选型，列出设备选择清单； （3）利用实验室现有的条件完成部分安装调试实验； （4）完成设计报告，提交装订规范的书面设计报告和电子文档。 技术指标技术指标 逆变器额定输出功率： 800 N PW； 逆变器输出单相交流电压：220 on UV； 逆变器输出单相交流电压：50 NZ fH； 光伏发电系统输入直流电压：100 1
5、70 in UV。 3 设计方案与论证设计方案与论证 3.1逆变器主电路设计逆变器主电路设计 太阳能蓄电池一般是电压源， 因此逆变器的主电路采用电压型。 在与外网相联时， 为电压型电流控制方式。在外电网停电时，独立运行为电压型电压控制方式。 已经进入实用的光伏并网逆变器回路方式主要有 3 种：工频变压器绝缘方式、高 频绝缘变压器和无变压器形式。根据这 3 种回路方式，可以将现在的光伏并网逆变器 的拓扑结构分为 3 类，即工频变压器绝缘的单级拓扑结构、高频变压器绝缘的多级拓 扑结构和无变压器的两级拓扑结构。本报告设计两种逆变器拓扑结构：工频变压器绝 缘的单级拓扑结构、无变压器绝缘的两级拓扑结构，
6、通过方案论证决定最终满足设计 要求的最佳 800W 微型光伏发电并网逆变器设计方案。 方案一方案一 采用工频变压器形式主电路设计的逆变器主电路如图 1 所示。 Ipv a V1 V2V4 Ua b Ub V3 单相桥式逆变电路 UPV C C1 1 C C2 2 AC VDPV VD1 VD2 VD3 VD4 工频变压器 L L 图 1 工频变压器形式逆变器主电路 这种工频变压器形式的逆变器是在单相电压型全桥逆变电路输出加一个变压器， 800W 微型光伏发电并网逆变器设计 3 然后并入电网。光伏发电的系统输入直流电压为 100170V，二极管 VD 的单向导通 特性可以防止光伏发电系统断电后电流逆流。电容 C1 起到平波作用，使得直流侧电 压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。单相桥式逆变电路，共有四个桥臂，每个桥臂 由一个可控器件和一个反并联二极管组成，功率器件为全控型开关器件。二极管起到 反馈与续流的作用。把桥臂 1 和 4 作为一对，桥臂 2 和 3 作为另一对，成对的两个桥 臂同时导通，两对交替各导通 180o。单级式逆变器在逆变环
