光伏发电并网逆变器的智能控制

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1、五邑大学硕士学位论文1．1引言第一章绪论能源是人类社会生存和发展的动力源泉。原始社会的钻石取火，近现代的化石能源，以及核能、地热能、潮汐能、风能、太阳能等各种新能源的应用，无不闪现着人类的智慧之光。然而，随着人类对能源需求的同益增加，化石能源的储量正同趋枯竭。自1973年世界石油危机以来，常规能源频频告急。我国这一情况也不容乐观，按目前的消耗速度，现有能源储量至多可以使用50年。根据专家预测，到2020年，我国石油消费量将突破4亿吨，其中一半以上将依赖进口，天然气的需求将达到2千亿立方米。同时，化石能源在开采、运输和使用

2、过程中都会中都会对空气和人类生存环境造成严重的污染。全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染，同时使得地球表面气温逐年升高。近若干年来全球CO：排放量迅速增长，如果不加控制，温室效应将使南、北两极的冰山融化，这可能会使海平面上升几米，四分之一的人类生活空间将由此受到极大威胁。此外，由于环境恶化造成的“黑洞”己经使人类即将面临太阳紫外线的直接照射。可见，人类正面临着能源和环境两大问题，发展可再生的、清洁无污染的新能源成为当务之急。太阳能由于其本身的优点越来越受到人们的关注，成为世界各国研究的热点。太阳

3、辐射出来的总能量大约为3．75x1028W，到达地球范围内的能量大约为173x104亿千瓦，真正到达地球表面的大约为17x104亿千瓦。它相当于目前全世界一年内消耗的各种能源所产生的总能量的3．5万多倍，其中，被植物吸收的仅占0．015％，被人们利用作为燃料和食物的仅占0．002％，已利用的比重微乎其微，可见太阳能的潜力是相当大的，开发利用太阳能为人类服务是大有可为的。太阳能的优势在于：能量巨大，有很大的利用空间；对环境无污染，是一种清洁能源，取用不竭，目前太阳还有40亿到50亿年的寿命，对于人类来说，不必顾虑太阳能源的

4、枯竭；普遍存在且无需采掘和运输。中国有丰富的太阳能资源，2／3以上国土面积的年总日照量超过5GJ／M2、年平均日照超过2200小时，具有发展太阳五邑大学硕士学位论文能利用事业得天独厚的优越条件。光伏产业近些年发展非常迅速，应用范围已遍及民用、住宅等多领域。光伏产业中十分关键的光伏系统的安装量也大幅增加，到2005年已经达到4056MW，而1994年仅为163MW，11年间增加了约24．76倍。根据这个形势判断，未来十几年之内，全世界的太阳能电池产量和光伏系统安装总量还会继续大幅增加。从政策层面看，世界各国都先后制定了本国

5、的发展计划并大力投入研发力量和产业链的建设。美国提出要在2010年实现总功率为300万千瓦的屋项光伏发电计划。德国在2003年圆满完成“10万屋顶发电计划”，同年又公布可再生能源促进法，由此引发了德国光伏发展的新一轮高峰。日本制定了新能源法，到2010年要普及功率为500万千瓦的屋顶发电系统。我国太阳能光伏技术开始于20世纪70年代，开始时主要用于空问。70年代后期，光伏应用逐渐扩大到地面并形成了中国的光伏产业。进入90年代后，国家逐年加大了对光伏产业的投入。在“八五"和“九五"期间，“光伏屋顶并网发电系统’’被列入了“

6、国家科技攻关计划”，“十五"计划和至2010年远景目标明确规定要降低太阳能电池成本，提高系统效率，推广小功率光伏系统和建立分散型和集中型百万级并网光伏示范电站。我国光伏发电技术在不断进步，与发达国家相比有差距，但差距在不断缩小。当前，光伏发电在改善人民生活条件方面已发挥着重要作用，并将在2l世纪可持续发展中发挥更大作用⋯乜1。1．2论文的相关研究1．2．1太阳能光伏并网发电系统太阳能利用基本方式分4类：光热利用，光电利用，光化利用和光生物利用。未来太阳能的大规模应用主要是光电应用，是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为

7、电能。通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电系统的运行方式主要分为独立运行和并网运行，并网太阳能光伏发电系统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。并网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点与2五邑大学硕士学位论文重点，是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势，市场巨大，前景广阔。光伏并网发电系统简单结构图如下n1：图卜1光伏并网发电系统结构图1．2．2最大功率点跟踪控制光伏电池有着非线性的光伏特性，即使在同一光照强度下，由于负载的不同而输出不同的

8、功率，将其直接与负载相连是很不明智的，一般来说都采用一个变换装置，使太阳能的输出功率保持在它所能输出的最大状态，再使它向负载供电，即所谓的最大功率跟踪器。目前光伏电池输出功率控制主要利CVT(ConstantVoltageTracking)技术。随着微电子技术和电力电子技术的发展和微电子器件的大幅度降价，CVT控制方