1、 目录目录 1 1 前言前言 1 1 1.1 太阳能发电应用的背景 1 1.2 光伏发电的现状及发展 . 1 1.2.1 国内光伏产业发展现状和趋势 . 1 1.2.2 世界光伏产业发展的现状和趋势 . 2 1.2.3 研究的意义 . 2 1.3 本课题所研究的内容 3 2 2 太阳能光伏发电工作方式及系统组成太阳能光伏发电工作方式及系统组成 4 4 2.1 太阳能光伏发电系统的组成 . 4 2.2 光伏发电系统的工作方式 . 5 2.2.1 独立运行方式 . 5 2.2.2 并网运行方式 . 5 2.2.3 混合运行方式 . 6 2.3 光伏阵列 MPPT 跟踪控制 . 6 2.3.1 光伏
2、阵列输出特性 6 2.3.2 MPPT 控制方法 . 8 2.4 并网单独运行的检测与孤岛效应防止 . 10 2.5 并网数字锁相 . 11 3 3 单元模块设计单元模块设计 1212 3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 . 12 3.1.1 防反接电路 12 3.1.2 辅助电源电路 . 13 3.1.3 由 IR2101 进行驱动的 BUCK 降压电路 . 14 3.1.4 推挽升压整流电路 . 15 3.1.5 SG3525 驱动电路 16 3.1.6DC/AC 逆变电路 16 3.1.7TLP250 构成的隔离驱动电路 . 17 3.1.8 直流电压电流取样电路 . 18 3.1.9
3、 交流电压取样电路 . 19 3.1.10 电网电压同步信号采样电路 20 3.1.11 最小系统电路 20 3.2 电路参数的计算及元器件的选择 . 22 3.2.1 蓄电池的选择 . 22 3.2.2 光伏电池的选择 . 23 3.2.3 主要功率开关管的选择 . 23 3.2.4 直流电压传感器的选择 . 24 3.2.5 直流电流传感器的选择 . 25 3.2.6 交流电压传感器的选择 . 26 3.3 特殊器件的介绍 . 26 3.3.1 芯片 SG3525 的介绍 26 3.3.2 单片机 STC12C5A60S2 的介绍 27 3.4 高频变压器的设计 . 30 3.4.1 磁芯
4、几何尺寸的设计 . 30 3.4.2 变压器线圈匝数的计算 . 32 3.5 各单元模块的联接 . 34 4 4 软件设计软件设计 3535 4.1 软件设计原理及设计所用工具 . 35 4.2 主要软件设计流程框图及说明 . 35 4.2.1 系统总体软件流程图 . 35 4.2.2 扰动观察法（MPPT）软件流程图 . 36 4.2.3 主动频率扰动法（AFD）软件流程图 37 5 5 系统调试系统调试 3939 6 6 结论结论 4242 7 7 总结与体会总结与体会 4343 8 8 谢辞谢辞 4444 9 9 参考文献参考文献 4545 附录附录 1 1：系统总设计图：系统总设计图
5、4646 附录附录 2 2：系统相关程序：系统相关程序 4848 附录附录 3 3：外文资料翻译：外文资料翻译 5555 第 1 页 1 前言前言 1.1 太阳能发电应用的背景太阳能发电应用的背景 在突飞猛进的今天，我们主要是以煤炭、石油和天然气等化石能源作为我们日常的 主要能源。然而经过人们几千年，特别是最近几百年的消耗，这些化石能源已经被消耗 了相当大的比例，如果按照现在这个消耗速度发展下去的话，随着世界经济的快速发展 以及人口的剧烈增加和生活水平的提高，有朝一日地球上的化石能源会被消耗殆尽。 由此可见，对于能源匮乏的今天，我们必须清楚，以石油为主要能源的日子即将不 复存在了。因此，我们必
6、须提前准备，未雨绸缪，找到一种新能源来替代化石能源。并 且，以石油为主的化石能源的大量开发和使用用是造成我们生存环境日益恶劣的主要原 因之一，例如燃烧化石能源所排放出的二氧化碳气体和含硫氧化物是直接导致温室温室 效应的发生以及酸雨的产生， 据有关统计全世界每天都会产生大约 1 亿吨的温室效应 气体，如果我们不及时对温室气体采取相应的减排措施，科学家预计，全球的平均气温 每隔 10 年将会提高 0.2，到了 2100 年全球的平均气温将会提高 13.5，这个数字对 我们来说很恐怖，这无疑不将对我们的生存空间带来威胁。在 21 世纪，社会和国家面 临着经济和文化的可持续发展双重挑战，在有限的资源和有关环保要求的制约下发展经 济是当下的热点问题，这就在考验我们既要寻找到替代能源并且该能源一定要是清洁的 可再生能源。当煤炭、天然气和石油等不可再生能即将消耗殆尽之时，能源短缺问题就 理所当然的成为了制约世界经济发展的主要原因，这就使得现在许多的国家开始实行 “
