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太阳能光伏系统在大型船舶上的应用（并网）研究文献综述1.1太阳能光伏系统研究背景自地球诞生起，太阳就源源不断地给地球输送能量，太阳作为一个图腾，在人类文明中有着不可或缺的积极意义。自古人类就学会了利用太阳提供的光能和热能生存，而更好的将太阳能转化为其他形式的能源则是现如今最新的研究方向。二十一世纪，石油、煤炭等化石燃料被过度开采，暴露了严重的资源短缺和环境污染问题；电能在社会上越来越普及，研究发展遭遇瓶颈，这一形势下研究新兴能源刻不容缓。太阳能，指的是太阳的热辐射能，作为一种绿色、环保的可再生能源，它取之不尽用之不竭、免费使用且无需运输，很有可能为人类创造新的生活形态，必将成为二十一世纪最重要的能源之一。太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。光伏并网发电系统就是太阳能光伏发电系统与常规电网相连，共同承担供电任务。因为直接将电能输入电网，光伏独立系统中的蓄电池完全被光伏并网系统中的电网所取代。免除配置蓄电池，省掉了蓄电池蓄能和释放的过程，可以充分利用光伏阵列所发的电力，从而减小能量的损耗，降低系统成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网对电压、频率等性能指标的要求。逆变器同时还控制光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）、控制并网电流的波形和功率，使向电网传送的功率和光伏阵列所发出的最大功率电能相平衡。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能光伏系统作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载断电率。而且并网光伏系统还可以对公用电网起到调峰的作用。太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶技术发展的一个重要方向。随着太阳能电池板转换效率的提高，光伏电网与船舶电网的并网将成为可能。这亦是本文研究的重点。1.2光伏并网发电系统的特点光伏并网发电系统主要由电池组件、逆变器、配电室和防雷击器组成。并网发电系统通过光伏数组将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。并网光伏系统的最大特点是光伏阵列产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入市电网络，并网系统中PV方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。这种系统通常能够并行使用。市电和太阳能光伏组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺点率，且并网PV系统可以对公用电网起到调峰作用。当有阳光时，逆变器将光伏系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳时，负载用电全部由电网供给。并网发电系统具有以下优点：1.利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电，不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源，使用中无温室气体和污染物排放，与生态环境和谐，符合经济社会可持续发展战略。2.所发电能馈入电网，以电网为储能装置。当用电负荷较大时，太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时，或用不完电力时，就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下，该系统省掉了蓄电池，从而扩张了使用的范围和灵活性，提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染，并降低了造价。3.光伏电池组件与建筑物完美结合，既可发电又能作为建筑材料和装饰材料，使物质资源充分利用发挥多种功能，不但有利于降低建设费用，并且还使建筑物科技含量提高、增加“卖点”。4.分布式建设，就近就地分散发供电，进入和退出电网灵活，既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力，又有利于改善电力系统的负荷平衡，并可降低线路损耗。1.3光伏并网发电系统研究现状目前，全球的光伏市场正处于稳定增长阶段。在国际市场中，光伏系统的应用形式主要分为离网系统和并网系统两大类，并网系统又分为分布式和集中式两种。分布方式主要应用在城市屋顶并网、光伏建筑一体化和光伏声屏障系统等方面。这种系统占地少、安装灵活、投资门槛低。与离网系统相比，因为有电网电压支撑，可以不考虑负载特性而最大化的提供功率，且省去了蓄电池降低了系统成本。在德国、日本、美国等提供上网电价补贴的发达国家，普通居民均可投资建设并获取利润。而集中式则主要指大型光伏并网电站，因为需要大量土地，一般建于大漠中，作为大电源直接向高压电网送电。由于成本较高，一般由政府出资建设。近年来，我国太阳能光伏产业发展十分迅速，光伏电池年产量已位居世界第一。而与之相对，我国的光伏市场发展相对迟缓，甚至可以说严重落后于光伏产业的发展。我国真正的太阳能光伏市场还远没有形成。1.4本研究工作