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： 单相光伏并网系统设计单相光伏并网系统设计 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 专业年级专业年级 电气工程及电气工程及其自动化其自动化 2012 级级 指导教师指导教师 职职 称称 副教授副教授 单单 位位 单相光伏并网系统设计 1 1 单相光伏并网系统单相光伏并网系统设计设计研究的目的、意义研究的目的、意义 1.1 研究研究目的与目的与意义意义 在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天， 光伏利用成为世界各国争相发展的 热点，光伏并网发电作为太阳能光伏利用的发展趋势，必将得到快速的发展
2、。随着化 石能源持续大量的消耗以及地球生态环境的日渐恶化， 世界各国都在积极的寻找一种 可持续发展且对生态环境无污染的新能源1。 因此光伏并网发电技术已成为太阳能光电应用的主流。 所以大力开发光伏发电成 为必然，而随之而来的的是并网技术的发展。所以以后的发展方向，在于光伏的发电 和并网上面。太阳能光伏并网研究目前需要科研人员，大力开发，降低开发成本。随 着社会的进步，经济的发展，人们对能源有了更高的追求，需找新能源成了人类的难 题。太阳能以清洁，环保，用之不尽等优点收到人们的广泛关注，全球能源专家一致 认为太阳能将成为 21 世纪最重要的能源之一，据欧洲 JRC 预测，到未来 2100 年太
3、阳能在整个能源结构中占据百分之六十七的份额2。 1.2 单相光伏并网系统设计单相光伏并网系统设计研究现状研究现状 目前对光伏并网系统的研究， 大多是针对大中型光伏并网电站或是对小区成套光 伏屋顶， 一般以单相光伏发电并网系统为研究对象。 这种系统应该是小功率， 小体积， 低噪声，性能可靠。光伏发电并网系统的研究主要集中在如下几个方面： (1)研究如何优化光伏阵列布置(比如最佳倾斜角设计)、光伏模块串并联模式择 优、光伏主电路参数设计、功率模块选型、系统成本控制等。 (2)研究光伏并网系统主电路拓扑新结构。除了目前通用的无变压器直接并网 模式外，还有工频变压器隔离型并网、高频变压器隔离型并网、Z
4、 源阻抗型并网4。 针对当前使用最为广泛的无变压器带升压电路直接逆变型式的光伏逆变器， 其直流升 压环节通常采用的拓扑，也出现了除经典 Boost 升压电路外。诸如罗氏升压电路、 Buck-Boost 变换电路、双向斩波电路等结构3，各种拓扑结构各有优缺，实际中须择 优应用。 (3)控制策略方面进行深入研究。光伏最大功率跟踪 (MPPT，Most Power Point Tracking)策略方面也引起了广泛关注，恒定电压跟踪法,扰动与观察法等，导纳增量 法,实际测量法等也都各具优点，可以根据实际需要选择4。 西南石油大学本科毕业论文开题报告 2 2.毕业论文任务概况毕业论文任务概况 1. 分
5、析光伏电池的工作机理及输出特性，并建立光伏电池的 MATLAB 仿真模 型。 2. 分析单相光伏并网发电系统的工作机理，并探讨光伏阵列的 MPPT 和并网控 制算法。 3. 搭建光伏并网系统的仿真模型，研究 MPPT 和并网控制算法。 4. 完成小功率光伏并网发电系统主电控制电路的设计及控制程序的设计。 3 主要研究内容及研究方法主要研究内容及研究方法 3.1 光伏并网系统主电路光伏并网系统主电路结构结构 在进行小容量单相光伏发电并网系统设计时，其中一个重要的不可或缺的因素。 就是拓扑结构，它直接关系到系统运行性能、发电效率、制作成本、装备可靠性等。 拓扑一旦确定后，系统特征元件及其相应参数的
6、选择也十分关键，比如储能电感、直 流电容、输出滤波器等，都会影响到系统的运行稳定状态、电磁兼容。 小容量单相光伏发电并网系统一般采用的是无变压器， 直流升压电路加单相全桥 逆变单元的结构。还需关注环境、输出电能品质、系统可靠性等。 光 伏 阵 列 T L + - -+ ipv Upv MPPT ipv Vpv PI VD1VD3 VD2 VD4 Q1 Q3 Q4 Q2 Us 并网开关电网 图图 3.1 主电路主电路 基本直流斩波有：降压(Buck)、升压(Boost)、升降压(BoostBuck)、库克、Zeta 斩波电路、罗氏升压等5。 Boost 升压电路，仅需要二极管、电感、电容三个主要元件；同时该结构发电效 率高，可达 90以上。虽然因为未隔离的原因，其存在着向电网注入直流电流分量 的可能，但是通过控制算法与控制器参数的调节，完全可以避免。单相光伏并网系统 应具有结构简单，小体积，低噪声，性能可靠，使用安全方便等特点。DCDC 级采 单相光伏并网系统设计 3 用简单实用的 Boost 升压电路。 光 伏 阵 列 MP
