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1本科生毕业论文(设计)光伏并网逆变器的设计学院许昌学院专业电气信息及其自动化班级09级电气二班学号0612090232学生姓名崔鸣远联系方式15290979750指导教师师路欢职称：讲师2013年04月2独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。签名：__________________________年______月_____日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：学生签名：年月日指导教师签名：年月日3并网光伏逆变器的设计摘要如今环境日益恶化常规能源日渐枯竭，许多国家开始开发利用新能源，开发利用太阳能开始被重视起来。太阳能光伏并网发电有深远的理论价值与现实意义,具有广阔的发展前景，在此背景下，本文对光伏并网发电系统的核心元器件并网逆变器进行了研究。本文主要内容有：（1）论述了光伏产业发展的重要性，介绍了光伏产业的发展现状一及光伏产业的发展趋势。（2）介绍了太阳能电池及其发电特性以及太阳能电池的最大功率跟踪算法。（3）简单介绍了逆变技术，并重点讲述了并网逆变器的工作原理与拓扑结构。（4）讲述了光伏逆变器的控制与实现。关键词：光伏发电；最大公率跟踪(MPPT)；并网逆变器4DesignofGrid-connectedPhotovoltaicInverterABSTRACTInthecurrentworldthedeterioratingenvironmentoftraditionalenergyexhaustionofthestatusquo,moreandmorecountriesarebeginningtodevelopandthedevelopmentofnewenergy,developmentandutilizationofsolarenergyispaidmoreandmoreattention.Ithasprofoundtheoreticalandpracticalsignificanceofsolarphotovoltaicpowergeneration,withbroadprospectsfordevelopment,inthiscontext,thecorecomponentsofthegrid-connectedinverterforgrid-connectedphotovoltaicsystemisstudied.Themaincontentsofthispaperare:(1)Discussestheimportanceofthedevelopmentofphotovoltaicindustry,introducesthedevelopmenttrendofdevelopmentofphotovoltaicindustryandphotovoltaicindustry.(2)Introductiontothemaximumpowerofthesolarbatteryandpowercharacteristicsandsolartrackingalgorithm.(3)Briefintroductionofinvertertechnology,andfocusesontheworkingprincipleandtopologyofgrid-connectedinverter.(4)Describesthecontrolandimplementationofphotovoltaicinverter.KEYWORDS：photovoltaicpowergeneration;thegreatestcommonratetracking(MPPT);grid-connectedinverter5目录1.绪论.......................................................................................11.1课题背景....................................................................................................11.2光伏发电系统形式....................................................................................1.3光伏并网逆变器技术..............................................................................1.4光伏并网逆变器研究现状......................................................................1.5光伏并网逆变器的发展趋势..................................................................2.太阳能电池及最大功率跟踪算法.....................................2.1太阳能电池.............................................................................................2.2太阳能电池板的输出特性.....................................................................2.3光伏阵列的构成.......................................................................................2.4太阳能电池最大功率点跟踪.................................................................3.光伏并网逆变器的控制与实现.........................................3.1并网逆变器的控制目标............................................................................3.2并网逆变器的输出控制方式..................................................................3.3并网逆变器的拓扑..................................................................................3.4逆变器对于孤岛效应的检测及控制......................................................3.5基于SPWM技术的逆变器控制与仿真..................................................2.并网逆变器及其控制器设计...............................................4.1逆变器电路结构.....................................................................................4.2逆变器的优点...........................................................................................4.3逆变器电路分析.......................................................................................1光伏并网逆变器的设计随着全球工业化的速发展，世界各国对能源需要量越来越大，石油、煤炭和天然气等常规能源日渐枯竭，届时全球将面临能源危机。并且，过量使用化石能源已经对生态平衡造成了严重影响。保持能源、环境与发展之间的平衡已刻不容缓，因此，世界各国都在积极开发利用可再生的新能源。专家预测，未来10年内，全球能源结构将发生翻天覆地的变化。本世纪中叶，可再生能源在整个能源结构中将会超过一半。光伏发电是一项重要的技术，有许多其它能源无法比拟的优点，被认为将来最有发展潜力的新能源。光伏并网发电市场己超过离网应用，这几年增幅都超过四成，已发展为全球光伏产业的核心。因此并网光伏发电已成为新能源研究方向的新亮点。1.绪论1.1课题背景从1870年以来，化石燃料消费量迅速升高。开始煤炭的巨量使用，1900年后，石油、天然气开采利用飞速发展，并每年增加两亿吨。尽管1970-1980年出现了两次石油危机，石油价格持续高涨，但石油消费量未有丝毫削减。因此，全球能源消费结构需要革命性的改变，水能、核能、地热能等开始被开发利用。1994年，世界能源的消耗量用石油换算为80亿吨，其中石油占39.3%、煤炭28.2%、天然气21.6%。中国领土广大，常规能源蕴藏量巨大，几种常规能源，储量比较大。但虽然我国能源丰富，但分布不均匀。煤炭资源有60%分布在华北地区，水力资源大部分分布在西南。经济发达人口比较集中(占全国总人口的37%)的南方八省能源却比较匮乏(煤炭只占全国的2%，水力占10%)，同建国前相比，原煤产量增长了30多倍，石油产量增长了100多倍，水电产量增长了100多倍，这些数据中可看到中国的发展速度。从以上的分析来看，中国己成为一个能源消费大国，大量的能源供应是我国国民经济腾飞和综合国力提升的保障与基础。2客观来看，从可持续发展的要求来衡量，我国能源供应前景不容乐观。我国能源供需存在几个方面的问题：一是资源短缺，我国能源总量虽然巨大，但人均占有量非常低。二是能源利用效率低、浪费巨大，由于我国技术水平较低，能源从开发、加工到利用效率很低，加上思想教育的忽视，现实生活中存在着许多令人心痛的浪费。还有就是管理和政策的问题。鉴于以上情况，开发利用可再生无污染能源是我们必须采取的措施。虽然现在我们可利用的太阳能、地热能、风能、水能等都可以满足以上要求。但从能源的储量、稳定性、设备成本等因素考虑，太阳能资源将成为理想的可再生无污染能源。在近几个世纪，太阳能将成为人类能源消耗的重要来源。1.2光伏发电系统形式光伏发电系统依据使用条件的不同分为独立型、并网型和介于两者之间的可调度型。在边远地区独立型光伏发电系统被利用较多，这些地区用电量较小，并且常规发电设施成本高，所以独立型光伏发电方式被广泛使用在这些地区。此外，在只需小量维持供电的情况独立型光伏发电也具有很大应用价值。在独立型光伏发电系统中，储能元器件是损耗最快、需要维护最频繁的组件。并网型光伏发电多被应用于城市供电系统，为城市电网的补充，可用来实现用电时段的填谷消峰。相比于独立型光伏发电系统，并网型发电系统不需要蓄电池，在无光照条件下不能对用户供电，但可以极大节约设备成本，简化控制结构。并网型光伏发电结构框图（图1.1）如下：图1.1并网型光伏发电结构框图太阳能电池交流负载逆变器电网计量电表3光伏并网发电系统按系统功能可分为两类：一种为含有蓄电池的可