光伏并网发电设计doc

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1、本文由z1234zzzx贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题课专班姓目：程：业：级：名：2kw并网发电正弦波逆变器现代电力电子技术电气工程及其自动化电气0704周国荣史旺旺2011年3月1日指导教师：完成日期：目录1光伏发电系统基本构成及其工作模式………………………………………………32光伏电池的输出特性及MPPT控制…………………………………………………63光伏并网发电的主电路拓扑及控制技术…………………………………………….1

2、442KW光伏并网发电硬件系统的设计…………………………………………………212第一章光伏发电系统基本构成及其工作模式1.1光伏发电系统的基本构成太阳能光伏发电系统的典型结构框图如图1一1所示，主要由光伏阵列、直流变换与控制系统、储能系统与逆变器四个部分组成。4(1)光伏电池阵列光伏电池是组成太阳能光伏发电系统的最小单位，单个光伏电池功率较小，最大输出功率不超过5佛〔8〕，为满足不同等级负载供电需要，人们将光伏电池串、并联后统一封装构成光伏模块(Ph。t。v。ltaiCM。dule，PV)，这是目前光伏器件的主要存在及应用

3、方式，用户可根据需要构建10W到3OOW。的光伏模块。因大功率光伏模块安装、维护方便，因此在光伏发电系统中200W。以上的光伏模块更受欢迎。如果光伏发电系统中所需功率超过光伏模块功率，则需要根据光伏发电系统的功率要求，将同规格的光伏模块串联起来构成光伏阵列(PVArray)为系统提供更高的输出功率和输出电压。图l一1光伏发电系统基本结构框图(2)直流变换及控制系统直流变换部分作用主要是把光伏阵列输出电压变换成能够满足储能系统和逆变器要求的电压等级。同时由于光伏阵列输出特性的特殊性，其输出功率为日照强度和模块温度的非线性函数

4、，存在着最大输出功率跟踪(Max1InumPowerP。intTracking，MPPT)问题。如果不加以控制直接用于给负载提供能量，则很难有较好地发挥光伏模块转换效率。为此，控制系统除了完成对DC一DC变换和DC一AC变换所需的基本控制外，还需在DC一DC变换环节中增加MPPT控制，以实现光伏阵列的最大功率输出。具体内容在第二章作详细介绍。(3)逆变器光伏电池发出的只能是直流电，而包括电网然内的许多用电场合需要交流电，因此DC一AC逆变器是光伏发电系统中的一个关键环节。它的功能是受控制3系统控制，将直流转变为与交流电网或

5、本地交流负载相匹配的交流电。该环节的5指标要求是变换的高可靠性和高转换效率。目前我国在小功率逆变器上与国外处于同一水平，但在大功率逆变器上差距较大仁3〕。(4)储能系统光伏发电系统只有在白天有阳光时才能发电，而人们的一般用时间会在晚上，所以储能单元(主要是蓄电池)可以在白天将太阳能储存起来以供人们夜间使用，同时也可作为交流电网断电时不间断电源(U。interruptlblePowerSupply，UPS)的功能，为本地重要交流负载供电。这种包括蓄电池作为储能环节的光伏发电系统称为“可调度式光伏交网发电系统”。尽管这种系统在

6、功能上有很多的优点，如作为UPS、有源滤波、可根据运行需要控制并网输出功率以实现一定的电网调峰功能等，但增加了储能环节后，系统成本增加、蓄电池的寿命短、体积笨重及必须回收处理等缺点极大地制约了可调度光伏并网发电系统的广泛应用。所以目前这种形式应用较少〔3〕，而用得较多的是“不可调度的光伏并网发电系统”，其结构框图如图1一2所示，与“可调度式光伏并网发电系统”不同的是它不含蓄电池组储能环节。本文主要讨论并实现的对象是对不可调度的光伏并网发电系统。1.1.1光伏发电系统的运行模式所谓光伏发电系统的“独立运行模式”是指远离电网的

7、光伏发电系统。它通常用作便携式设备的电源，向远离现有电网的地区和设备供电或者用于任何不想与电网发生联系的供电场合。该系统中，蓄电池作为储能单元一般是不可缺少的，它将日照时发出的剩余电能存储起来供日照不足或没有日照时使用，所以它属于可调度光伏发电系统。其结构框图如图1一4所示。4虽然独立系统的构成分类有许多，但其基本原理都是太阳光辐射能通过光伏器件转换成电能，再经过能量储存、控制、保护和能量变换等环节，最终提供给负载直流或交流形式的电能，满足用户不同负载的要求。2.并网运行模式在公用电网的场合，光伏发电系统可直接与电网连接，

8、在系统容量足够大而日照强度较大时，可将多余的电能回送给电网。所以该系统对应的逆变器所输出的交流电要求满足并网的条件。其结构框图如图1一5。本文主要完成在并网运行模式下光伏并网发电系统的分析与设计。具体过程在后续章节中将作详细阐述。3.混合型光伏发电系统所谓混合型光伏发电系统是指在光伏发电的基础上增加一组