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光伏并网发电系统的MPPT_电压控制策略仿真

第26卷第1期农业工程学报V ol.26No.1

2010年1月Transactions of the CSAE Jan.2010267光伏并网发电系统的MPPT-电压控制策略仿真

吴红斌，陶晓峰，丁明

（合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心，合肥230009）

摘要：在配电网络的末端，负载的无功波动将会对电网供电电压产生较大的影响，对光伏发电系统并网处系统侧的交流电压进行控制，可以提高系统的电压水平。根据光伏并网系统的结构，采用外环为电压环、内环为并网电流环的双环控制。通过abc/dq0变换将并网电流解耦为有功分量和无功分量，引入最大功率点跟踪（maximum power point tracking，MPPT）提供的直流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的有功分量，引入交流侧电压参考量的闭环控制调节并网电流的无功分量，实现了具有MPPT和电压控制能力的三相光伏并网发电技术。仿真结果表明MPPT-电压控制策略既能够实现光伏并网的最大功率点跟踪，也能够控制光伏发电系统接入点的交流电压，进一步提升了光伏并网发电系统的应用前景。

关键词：发电系统，电压控制，算法，光伏并网，最大功率点跟踪（MPPT），仿真

doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.01.047

中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1002-6819(2010)-01-0267-05

吴红斌，陶晓峰，丁明.光伏并网发电系统的MPPT-电压控制策略仿真[J].农业工程学报，2010，26(1)：267－271. Wu Hongbin,Tao Xiaofeng,Ding Ming.Simulation of photovoltaic grid-connected generation system with maximum power point tracking and voltage control strategy[J].Transactions of the CSAE,2010,26(1):267－271.(in Chinese with English abstract)

0引言

近年来，农村能源的不足引起了有关部门的关注。为了解决农村能源的不足，建沼气池、兴建小水电等都是行之有效的途径，而太阳能等清洁能源的开发无疑是潜在的、有希望的一个领域[1-5]。在中国西北、西藏和内蒙古等远离电网的偏远农村地区，生活用电比较困难,而这些地区太阳能资源非常丰富，因此，充分利用丰富的太阳能资源，发展光伏并网发电技术是解决农村用电困难、能源短缺等问题的有效手段。

光伏并网发电系统是一个综合的控制过程，它不仅涉及到太阳能电池和并网逆变技术，还涉及到系统的控制和优化问题。文献[6]设计了以数字信号处理（digital signal processing，DSP）芯片控制的并网系统，该系统具有可靠性强，工作效率高，稳定性好等优点。文献[7]根据三相桥电路工作原理，提出了三相光伏并网发电系统的设计方案。文献[8]将光伏并网发电与无功补偿一体化的理论，构成了光伏并网功率调节系统，以提高供电质量和减少功率损耗。文献[9-11]则提出了将光伏并网发电与瞬时电流、无功补偿和有源滤波一体化的理论，构成光伏并网发电系统，以提高光伏并网发电的用途。

在配电网络的末端，特别是远离电网的边远地区，负载的无功波动将会对电网供电电压产生较大的影响，进而影响到该节点上的其他负荷[12-14]。如果能够利用光伏发电系统调节并网节点的交流电压，将会对光伏发电

投稿日期：2009-11-12修订日期：2009-12-14

基金项目：国家自然科学基金资助项目（50607002,50837001）

作者简介：吴红斌（1972－），男，湖北鄂州人，博士，副教授，主要研究方向为分布式发电技术、电力系统安全性分析。合肥合肥工业大学电气与自动化工程学院，230009。Email：hfwuhongbin@https://www.wendangku.net/doc/e93390877.html, 系统的应用产生积极的影响，具有十分重要的意义。

针对上述问题，本文提出一种基于最大功率点跟踪（MPPT）与电压控制相结合的三相光伏并网控制策略，使光伏系统在实现最大功率点跟踪的同时，还能够控制并网接入点处系统侧的交流电压，维持系统的电压恒定，以此节省相应设备的投资，提升光伏并网发电系统的应用前景。

三相光伏并网发电系统的结构

三相光伏并网发电系统的结构如图1所示。图中光伏阵列PV将太阳能转换成直流电，经过稳压电容C后，逆变器将其转换成交流电，经开关KM后与配电网络并网运行。其中，L f、C f构成LC滤波回路，R+jX为输电线路的交流等效阻抗。

268农业工程学报2010年

出Sin_cos信号给MPPT-电压控制器。MPPT-电压控制器

接收到直流电压（U dc）、直流电流（I dc）、并网电流、交

流电压的实测值（V rms）和参考值（V ref），经过MPPT-电

压控制策略控制后，产生调制波（u abc），送至脉冲波调制

模块，控制光伏发电从直流变换到交流的过程。

2MPPT-电压的控制策略

目前光伏并网发电技术一般采用带有MPPT功能的

单位功率因数控制策略，使逆变器输出的电流和并网的

系统电压同频同相位[15]。在远离电网的边远地区，当负

载的无功发生波动时，将会对电网电压产生较大的影

响，从而影响到供电质量。为了维持节点电压稳定，可

通过装设相应的无功补偿设备，来满足无功负荷的要

求，但会增加相应的设备投资。因此，如果能够从控制

策略上来实现上述功能，将会使光伏并网发电系统得到

进一步应用，具有十分重要的意义。

考虑到上述要求，本文提出了一种基于最大功率点

跟踪（MPPT）与电压控制相结合的三相光伏并网控制策

略，其设计思想如下：

在实际的光伏并网发电系统中，其直流端并联有稳

压电容C，因此，可以利用该电容，控制其输出并网电流

的无功分量，以此来维持并网系统侧交流电压的恒定。

同时通过MPPT来控制并网电流的有功分量完成对有功

输出的控制。即通过MPPT-电压的控制策略，分别来控

制并网电流的有功和无功分量，实现光伏并网的最大功

率点输出和维持节点电压恒定。

图2给出了完整的光伏并网发电系统的MPPT-电压

控制策略的原理图。

abc

rms

ref

abc

dref

qref

∑

∑∑

图2MPPT–电压控制策略

Fig.2MPPT and voltage control strategy

如图2所示，该控制策略采取的是双闭环控制结构，

其外环为电压环，内环为并网电流环。通过abc/dq0变

换，将并网电流解耦为有功分量和无功分量2部分。

对于有功分量而言，将最大功率点跟踪模块（MPPT）

的输出值（U m）作为参考值，将该值与光伏阵列的实际

工作电压（U dc）进行比较，其偏差经过比例积分（PI）

调节后所得到的值（I dref）作为并网电流环的电流有功分

量参考值。

对于无功分量而言，将设定的交流电压参考值（V ref）

与交流侧系统的实际电压（V rms）进行比较，其偏差经过

PI调节后所得到的值（I qref）作为并网电流环的电流无功

分量参考值。

并网电流的有功分量（I d）和无功分量（I q）分别与

参考量I dref、I qref比较后的差值，经过比例环节PI调节，

以及dq0/abc反变换后，输出调制波（u abc），以此来实现

光伏并网的直流到交流的逆变。

因此，该控制策略系统不但能够实现三相光伏并网

的最大功率点跟踪，还能够控制光伏发电系统接入点的

交流电压，进一步提升了光伏并网发电系统的作用。

3MPPT的算法实现

MPPT有多种实现算法[16]如增量电导法、曲线拟合

法、神经网络、干扰观测法等。本文求解最大功率点电

流和电压时采用了牛顿迭代算法[17]，其特点是能够快速

精确地求解出最大功率点工作电压，计算过程如下：

设在参考条件（日照强度、环境温度）下，光伏阵

列的短路电流为I scref，开路电压为U ocref，最大功率点电

压为U mref，最大功率点电流为I mref；则在任意日照强度和

环境温度下，当光伏阵列电压为U dc时，其对应点的电流

I dc为[17]

[1(exp()1)]

(1)/ln(1

dc scref

ocref

mref mref

scref ocref

mref mref

ocref scref

U U

I I C I

C U

I U

I C U

U I

=--+?

=--

（1）

式中：exp——以e为底的指数函数；ln——以e为底的

对数函数；ΔU——当日照强度和环境温度变化时电压的

修正值，V；ΔI——当日照强度和环境温度变化时电流的

修正值，A；式（1）的详细计算见文献[17]。

此时，光伏阵列的输出功率P为

{[1(exp(1)]}

dc dc dc scref

ocref

U U

P U I U I C I

C U

=?=?--+?

（2）

为使光伏阵列的输出功率最大，将式（2）对U dc进

行求导，并令

=，得

[1(exp(1)]

exp(/()0

scref

ocref

dc scref ocref

ocref

U U

I C I

C U

U U

U I C C U

C U

--+?-

????=

（3）

上式所计算出的U dc值，即为在任意日照强度和环境

温度下最大功率点所对应的U m值，该方程是一个超越方

程，因此，可采用牛顿迭代法进行求解

()(1)(1)(1)

()/()

dc k dc k dc k dc k

U U P U P U

---

'''

=-（4）

式中：k——迭代次数；U dc(k-1)——第k-1次迭代时直流

电压值，V；U dc(k)——第k次迭代时直流电压值，V；

P'(U dc(k-1))——第k-1次迭代下光伏阵列输出功率P的一

阶导数；P″(U dc(k-1))——第k-1次迭代下光伏阵列输出功

第1期吴红斌等：光伏并网发电系统的MPPT-电压控制策略仿真269

率P 的二阶导数。

经过k 次迭代，当|U dc (k )-U dc (k -1)|满足迭代精度要求时，此时得到的U dc (k )即为在任意日照强度和环境温度下最大功率点电压U m 。

算例系统仿真

4.1

配电网络中光伏并网发电系统

三相光伏并网发电系统与电力系统的配电网络连接如图3所示。

设光伏阵列PV 在参考条件下（温度为30℃，日照强度为1000kW/m 2）其输出功率为P =12kW ，线路1、2的参数分为R =0.641Ω/km ，X =0.101Ω/km ；线路3的参数为R =0.347Ω/km ，X =0.234Ω/km 。负荷1为纯有功负荷，P =6kW ，负荷2的有功P =6kW 、无功Q =1.5kVar 。

变压器的变比为0.4/10kV 。利用EMTDC 仿真软件，搭

建了该算例系统的仿真模型。

图3算例系统图

Fig.3

Simulation system diagram

4.2

MPPT 的牛顿算法仿真

为了验证牛顿迭代算法的MPPT 仿真，设定光伏阵列的环境温度保持30℃不变，初始的日照强度为600kW/m 2。设日照强度在10～15s 时由600kW/m 2渐变到1200kW/m 2，此时的仿真结果如图4

所示。

注：初始日照强度为600kW/m 2，在10～15s 时由600kW/m 2渐变到1200kW/m 2

图4日照强度变化时的仿真结果

Fig.4

Simulation results under the sunlight changing

从图4a 可以看出，光伏阵列的输出电流随日照强度的增加而增加。当日照强度为600kW/m 2时，光伏阵列的输出电流为6.28A ，而当日照强度增加到1200kW/m 2时，输出电流增大到12.55A 。在此过程中，图4b 中光伏阵列的工作电压则随着日照强度的增加而减少。但相对来说，并网电流的增加程度大于电压减少的程度，因此，图4c 中光伏阵列的输出功率随着日照强度的增加而增加，即从由初始的7.54kW 增加到14.65kW 。

图4b 给出的是利用牛顿迭代法计算的MPPT 参考电压U m 和实际工作电压U dc 的曲线图。在日照强度为600kW/m 2时，经过2.5s 仿真后，系统稳定，U m 和U dc 均为1.2kV 。当日照强度增加为1200kW/m 2时，两者也随之减小，运行到15s ，两者又趋于一致，均减小到1.167kV 。

因此，可以看出，本文中基于牛顿法的MPPT 算法能够快速、准确、有效地跟踪太阳能电池的最大功率点，保证光伏阵列的最大功率输出。

4.3无功负荷波动时光伏并网的仿真

当环境温度30℃、日照强度1000kW/m 2保持不变，假设在20s 时母线B1在原有负荷基础上再投入一个25kVar 的无功负荷。图5给出了在采取单位功率因数控制策略和本文MPPT-电压控制策略时的仿真结果图。

图5a 为母线B1的电压仿真波形，在不同控制策略下，其初始稳定值均为0.38kV ，当运行到20s 后母线B1投入25kVar 的无功负荷，此时采用单位功率因数控制策略的仿真结果显示电压立即下降到0.36kV ，而采用MPPT-电压控制策略的仿真结果表明此时电压瞬间降低到0.364kV 后，经过短暂延时，电压控制模块迅速起作用，电压又恢复到0.38kV 稳定运行。

图5b 显示的是光伏并网发电系统的有功输出。在两种控制策略下，都采取了MPPT 跟踪控制，因此有功输出值均稳定在12kW 不变。

图5c 为光伏并网系统的无功输出波形。在单位功率因数控制策略下，负荷改变的过程中，无功输出始终保持为0。而在MPPT-电压控制策略下，无功输出初始值为0，在负荷投入后，立即增加至25kVar ，以此来补偿母线上投入的无功负荷，从而维持并网处系统侧交流电压的恒定。

图5d 是在单位功率因数控制策略时A 相并网电流电压的标幺值波形，在此过程中，并网输出电流与系统电压同频同相。图5e 则是在MPPT-电压控制策略时的波形图，此时并网电流为正弦形态，与电压同频，但是电流相位明显滞后电压，即光伏并网系统输出了无功功率，以此来补偿无功负荷，维持系统侧交流电压的恒定。

通过上述分析可以看出，本文提出的三相光伏并网

270农业工程学报2010年

的MPPT-电压控制策略，通过分别控制并网电流的有功和无功分量，来实现光伏并网的最大功率点输出和维持节点电压恒定。在仿真的过程中，光伏阵列的参数（温度、日照强度）未发生改变，即MPPT 模块输出的U m 没

有变化，因此，光伏阵列的有功输出维持不变。而当交流侧电压变化时，通过调节并网电流的无功分量，控制直流侧的并联电容发出无功，补偿负荷无功的变化，从

而达到调节系统侧交流电压恒定的目的。

注：运行20s 后，母线B1投入25kVar 无功负荷

图5不同控制策略下的仿真结果

Fig.5

Simulation results under the different control strategy

5结论

本文提出了一种最大功率点跟踪（MPPT ）与电压控制相结合的三相光伏并网系统的控制策略，实现了并网系统有功输出和无功输出的独立控制。并根据光伏阵列的特性，建立了基于牛顿迭代求解并网运行的最大功率点算法。该控制策略能够在快速、准确、有效地跟踪太阳能电池最大功率点的同时，实现了对系统侧交流电压的稳定控制。仿真结果表明MPPT-电压控制策略既能够实现光伏并网的最大功率点跟踪，也能够控制光伏发电系统接入点的交流电压，进一步提升了光伏并网发电系统的应用前景。

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Simulation of photovoltaic grid-connected generation system with maximum power point tracking and voltage control strategy

Wu Hongbin,Tao Xiaofeng,Ding Ming

(Photovoltaic System Research Center of Ministry of Education,Hefei University of Technology,Hefei230009,China)

Abstract:The fluctuating of the reactive load could largely affect the terminal voltage in distribution systems.By controlling the AC voltage of grid-connected bus in photovoltaic generation system,it could improve the voltage level of distribution systems.Based on the structure of the photovoltaic grid-connected system,it established the dual-loop feedback control strategy.The voltage loop was considered as the external loop,and the grid-connected current loop as the internal loop.The grid-connected current was decoupled into active current and reactive current via the abc/dqo coordinates transformation.The DC voltage reference from the maximum power point tracking(MPPT)used to adjust the active current,and the AC voltage reference from the system voltage used to dominate the reactive current.In this way,it achieved the MPPT and voltage control technology of the three phase photovoltaic grid-connected generation.The simulation results show that the MPPT and voltage control strategy can not only implement the maximum power point tracking but also control the AC voltage of grid-connected bus.It can further upgrade the application future of photovoltaic grid-connected generation system.

Key words:power generation,voltage control,algorithms,photovoltaic grid-connected,maximum power point tracking, simulation

太阳能光伏发电系统课程设计家庭并网光伏发电系统的优化设计

太阳能光伏发电系统课程设计家庭并网光伏发电系统的优化设计《太阳能光伏发电系统》课程设计课题名称: 家庭并网光伏发电系统的优化设计专业班级: 学生姓名: 学生学号: 指导教师: 设计时间: 沈阳工程学院报告正文目录第1章绪论 ..................................................................... . (3) 1.1 设计背景 ..................................................................... .. (3) 1.2 设计意义 ..................................................................... ......................................... 3 第2章朝阳市气象资料及地理情况...................................................................... ............... 4 第3章家用并网型...................................................................... .. (6)

太阳能光伏发电系统的优化设计 ..................................................................... .. (6) 3.1 设计方案 ..................................................................... .. (6) 3.2负载的计算...................................................................... . (8) 3.3 太阳能电池板容量及串并联的设计及选型 (9) 3.4 太阳能电池板的方位角与倾斜角的设计 (10) 3.5 蓄电池容量及串并联的设计及选型..................................................................... 11 3.6 控制器、逆变器的选型 ..................................................................... (12) 3.7 电气配置及其设计 ..................................................................... (13) 3.8 系统配置清单 .....................................................................

太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究

太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究发表时间：2016-03-29T17:40:08.700Z 来源：《基层建设》2015年23期供稿作者：雷云 [导读] 中信建筑设计研究总院有限公司此外本文所设计的太阳能光伏发电系统可以将电能直接输送到交流电网系统中，这样可降低蓄电池的费用。雷云中信建筑设计研究总院有限公司摘要：本文针对太阳能光伏发电系统的常规要求，提出了一种实用的太阳能光伏发电系统的主电路、控制电路方案，并设计了相关的硬件电路原理图。关键词：最大功率跟踪；电导增量法；Boost变换器；太阳能光伏发电系统一引言本文设计的太阳能光伏发电系统的基本输出参数为：单相AC220V、50Hz，输出功率为3kVA。系统的结构框图如图1.1所示。光伏电池96V～128V直流经过DC－DC升压变换器，升压得到400V的直流电压，再经过DC－AC逆变器，可输出220V、50Hz的正弦电压。根据系统的输入输出的特点，整个系统分为两级，前级的DC－DC升压变换器和后级的DC－AC逆变器，从而避免了工频变压器的使用，缩小了装置的体积。此外本文所设计的太阳能光伏发电系统可以将电能直接输送到交流电网系统中，这样可降低蓄电池的费用。DC－DC变换器的功能主要是将光伏阵列的输出直流升压成400V直流电，并实现最大功率跟踪。因此，DC－DC变换器的拓扑结构采用Boost电路，采用电导增量法，使光伏阵列工作在最大功率点。 DC－AC逆变器的功能主要是将直流电转换成220V、50Hz的正弦交流电压，并维持DClink的电压为400V。DC－AC逆变器的拓扑结构采用全桥式逆变器，控制方法选用平均电流控制。图1.1 太阳能光伏发电系统结构框图二太阳能光伏发电系统的设计与控制技术研究 1 电导增量法（导纳微分法）（1）电导增量法电导增量法在光伏发电系统中广泛使用，它通过比较光伏电池阵列的检测变量的增量和瞬时电导值跟踪最大功率点。电导值的增量通过测量光伏电池阵列的输出电压、电流的变化量来确定。 dP/dV的值是与输出电压值一一对应的： ●当dP/dV=0（≈0），在最大功率点处或在非常接近最大功率点处（电压应该保持不变）。由于d I和d V不是精确计算的结果，因此在实际中可以认为dP/dV＝ e（e ≈ 0）时系统就工作在最大功率点。 ●当dP/dV>0，在最大功率点左边（应该增加电压）。 ●当dP/dV<0，在最大功率点右边（应该减小电压）。通过测量和计算I/V和dI/dV的值就可以通过上边的关系判断出太阳能输出电压与实际最大功率点输出电压的关系。具体的实现方法如下： V（k）、I（k）为阵列当前电压、电流值；V（k－1）、I（k－1）为阵列上一周期电压、电流值；Vref为Boost电路开关占空比的参考电压值；△V为单个采样周期的电压增量。因为dP/dV=d（IV）/dV=I+VdI/dV，所以通过判断I/V+dI/dV即G+dG的符号，就可以确定工作点在曲线的左、右哪侧的位置，从而对电压Vref进行相应的调节。 ● 若dV＝0（表示系统在上一周期已经工作在最大功率点）：若dI＝0，电压Vref保持不变；若dI>0，增加Vref；若dI<0，减小Vref； ● 若dV≠0：若dI/dV＝－I/V，阵列已工作在最大功率点，无须再调节电压Vref；若dI/dV>－I/V，增加Vref；若dI/dV<－I/V，减小Vref。（2）改进的电导增量法针对电导增量法存在固定步长的缺点，采用变步长的寻优策略。期望的目标是：

基于Matlab软件平台的光伏并网系统仿真实训

绪论新能源是21世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。随着世界经济的快速发展，对能源需求逐年增长，而地球上以石油和煤为主的矿物资源日渐枯竭，能源已成为制约各国经济发展的瓶颈。同时，随着化石燃料的燃烧，所产生的二氧化碳在大气中的浓度急剧增加，生态环境逐渐恶化，使地球逐渐变暖。随着人类社会的发展，改善生态环境的呼声越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济，改善人民生活具有重大的意义。太阳能作为一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，在日常生活中受到了各国政府的重视，各国都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器，把电能送上电网。太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向，是21世纪最具吸引力的能源利用技术。光伏发电技术根据负载的不同分为离网型和并网型两种，早期的光伏发电技术受制于太阳能电池组件成本因素，主要以小功率离网型为主，满足边远地区无电网居民用电问题。随着光伏组件成本的下降，光伏发电的成本不断下降，预计到2013年安装成本可降至1.5美元/Wp，电价成本为6美分/(kWh)，光伏并网已经成为可能。并网型光伏系统逐步成为主流。

目录第一章基于Matlab软件平台的光伏并网系统仿真实训......................... 错误！未定义书签。 1.1 Matlab软件介绍...................................... 错误！未定义书签。 1.2 光伏并网系统 (8) 第二章光伏并网逆变器电路工作原理 (13) 2.1 逆变器定义 (13) 2.3 逆变器功能作用 (13) 2.3.2 孤岛检测技术 (14) 2.3.3 智能电量管理及系统状况监控系统 (14) 第三章SG3525芯片 (15) 3.1芯片特点 (15) 3.2 管脚功能管脚图 (16) 3.3 结构设计内部结构图 (17) 第四章制图 (18) 4.1 用protel绘制原理图 (18) 4.2 根据原理图生成PCB电路板图 (18) 第五章焊接与调试 (19) 5.1 电路前面板的设计 (19) 5.2 调试结果 (20) 第六章实训结论 (21)

光伏并网发电系统设计

光伏并网发电系统设计摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。 U R L

图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案光伏并网系统主要由前级的DC-DC变换器和后级的DC-AC逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST结构,主要完成系统的MPPT控制;DC-AC部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz交流电。设计采用单片机SPWM调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示：图2 系统总体硬件框图 3 MPPT原理及电路设计 MPPT原理由于光伏阵列的最大功率点是一个时变量，可以采用搜索算法进行最大功率点跟踪。其搜索算法可分为自寻优和非自寻优两种类别。所谓自寻优算法即不直接检测外界环境因素的变化,而是通过直接测量得到的电信号,判断最大功率点的位置。典型的追踪方法有扰动观测法和增量导纳法等。增量导纳法算法的精确度最高,但是,由于增量导纳法算法复杂,对实现该算法的硬件质量要求较高、运算时间变长，会增加不必要的功率损耗,所以实际工程应用中,通常采用扰动观测法算法]1[。扰动观测法原理:每隔一定的时间增加或者减少电压,并通过观测其后功率变化的方向,

太阳能并网光伏发电系统设计

】南昌航空大学自学考试毕业论文【题目太阳能并网光伏发电系统专业光伏材料及应用学生姓名准考证号指导教师 . 2012 年 04 月

光伏发电并网控制技术设计摘要随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题。所以，迫切需要对新的能源进行开发和研究。而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高，应用较广泛的能源，尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。论文首先介绍了太阳能发电的意义以及光伏并网发电在国内外的应用现状。其次，对太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析，并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。接着，对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。再次，提出光伏并网发电系统的设计方案。最后，对光伏并网发电系统的硬件进行设计。并网光伏发电充分发挥了新能源的优势，可以缓解能源紧张问题，是太阳能规模化发展的必然方向。我国政府高度重视光伏并网发电，并逐步推广＂屋顶计划＂。太阳能并网发电正在由补充能源向替代能源方向迈进。关键词：能源；太阳能；光伏并网；逆变器

目录第一章太阳能光伏产业绪论 (1) 光伏发电的意义 (1) 光伏并网发电 (1) 第二章太阳能光伏发电系统 (5) 太阳能光伏发电简介 (5) 太阳能光伏发电系统的类别 (5) 太阳能光伏发电系统的发电方式 (6) 影响太阳能光伏发电的主要因素 (7) 第三章并网太阳能光伏发电系统组成 (10) 并网光伏系统的组成和原理 (10) 光伏电池的分类及主要参数 (12) 光伏控制器性能及技术参数 (14) 光伏逆变器性能及技术参数 (15) 第四章发展与展望 (18) 发展与展望 (18) 全文总结 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)

100kW光伏并网发电系统典型案例解

100kW光伏并网发电系统典型案例解 100kW光伏并网发电系统典型案例解析 1、项目地点分析本项目采用光伏并网发电系统设计方案，应用类别为村级光伏电站项目。项目安装地为江西，江西位于位于中国的东南部,长江中下游南岸。地处北纬24°29′-30°04′，东经113°34′-118°28′之间。项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′。根据查询到的经纬度在NASA上查询当地的峰值日照时间如下： (以下数据来源于美国太空总署数据库) 从上表可以看出，项目建设地江西在国内属于二三类太阳能资源地区，年平均太阳能辐射量峰值平均每天为3.41kWh/m2，年平均太阳能总辐射量峰值为：3.41kWh/m2*365=1244.65 kWh/m2。 2、光伏组件 2.1光伏组件的选择本项目选用晶硅太阳能电池板，单块功率为260Wp。下面是一组多晶硅的性能参数，组件尺寸为1650*990*35mm。 2.2光伏组件安装角度

根据项目所在地理位置坐标，项目所在地坐标为项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′，光伏组件安装最佳倾角为20°如下图所示： 2.3组件阵列间距及项目安装面积采用260Wp的组件，组件尺寸为1650*990*35mm，共用400块太阳能电池板，总功率104kWp。根据下表公式可以计算出组件的前后排阵列间距为2.4m，单块组件及其间距所占用面积为2.39㎡。

104kWp光伏组件组成的光伏并网发电系统占地面积为2.39*400=956㎡,考虑到安装间隙、周围围墙等可能的占地面积，大约需要1000㎡。 3、光伏支架本项目为水平地面安装，采用自重式支架安装方式。自重式解决方案适用于平屋顶及地面系统。利用水泥块压住支架底部的铝制托盘，起到固定系统的作用。

新能源发电与控制技术复习题完整版

《新能源发电与控制技术》蓄能元件及辅助发电设备 3大部分组成。多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池与铜铟硒太阳电池5种类型。 18. 天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。 19.燃气轮机装置主要由燃烧室、压气机和轮机装置3部分组成。二、简答题 1. 简述能源的分类？答：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能、核聚变能。还可以分为：一次能源、二次能源、终端能源，可再生能源、非可再生能源，新能源、常规能源，商品能源、非商品能源。 2. 什么是一次能源？所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等 3. 什么是二次能源？由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为二次能源，例如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等 4. 简述新能源及主要特征。答：新能源是指技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。新能源的关键是准对传统能源利用方式的先进性和替代性。广义化的新能源体系主要包涵两个方面：①、新能源体系包括可再生能源和地热能，氢能，核能；②、新能源利用技术，包括高效利用能源，资源综一、填空题 1. 一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。 2. 二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。 3. 终端能源是指供给社会生产、非生产和生活中直接用于消费的各种能源。 4. 典型的光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和负载等组成。 5. 光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。 6. 风力发电系统是将风能转换为电能，由机械、电气和控制3大系统组合构成。 7. 并网运行风力发电系统有恒速恒频方式和变速恒频方式两种运行方式。 8. 风力机又称为风轮，主要有水平轴风力机和垂直轴风力机。 9. 风力同步发电机组并网方法有自动准同期并网和自同步并网 10. 风力异步发电机组并网方法有直接并网、降压并网和晶闸管软并网 11. 太阳的主要组成气体为氢和氦。 12. 太阳的结构从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。 13. 太阳能的转换与应用包括了太能能的采集、转换、储存、运输与应用。 14. 光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。 15. 光伏发电系统主要由太阳电池组件，中央控制器、充放电控制器、逆变器和蓄电池、 17.生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。 16.太阳电池主要有单晶硅太阳电池

光伏并网发电模拟装置

光伏并网发电模拟装置一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池，U S =60V ，R S =30Ω~36Ω；u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V ，频率f REF 为45Hz~55Hz ；T 为工频隔离变压器，变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10，将u F 作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L =30Ω~36Ω。 R L U S 图1 并网发电模拟装置框图二、要求 1．基本要求（1）具有最大功率点跟踪（MPPT ）功能：R S 和R L 在给定范围内变化时，使d S 1 2 U U =，相对偏差的绝对值不大于1%。（2）具有频率跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化时，使u F 的频率f F =f REF ，相对偏差绝对值不大于1%。（3）当R S =R L =30Ω时，DC-AC 变换器的效率η≥60%。（4）当R S =R L =30Ω时，输出电压u o 的失真度THD ≤5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压U d （th ）=（25±0.5）V 。（6）具有输出过流保护功能，动作电流I o （th ）=（1.5±0.2）A 。 2．发挥部分（1）提高DC-AC 变换器的效率，使η≥80%（R S =R L =30Ω时）。（2）降低输出电压失真度，使THD ≤1%（R S =R L =30Ω时）。（3）实现相位跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，

均能保证u F 与u REF 同相，相位偏差的绝对值≤5°。（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。 3. 器件要求（1）必须使用C2000处理器，推荐选择TMS320F28035, TMS320F28027, TMS320F2808；可使用各实验室已有的C2000开发板 ( 视参赛队情况，TI 可提供F28027开发模块 )；（2）必须选择TI 生产的运放设计，推荐TLC08x ，TLV246x ；（3）必须使用C2000内建ADC 进行设计，不得使用外部ADC ；（4）若需MOSFET 驱动器，尽量使用TI 产品，比如UCC27423，UCC27424 和UCC27425等；（5） TI 将免费提供上述推荐使用的芯片，每参赛队处理器两片，模拟芯片按板上数量乘以3提供（均为DIP 封装）。对于非推荐使用的芯片，TI 不负责提供。样片提供依据为参赛队提交的不雷同的原理图和PCB 图。三、说明 1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2．U S 采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4．DC-AC 变换器效率o d P P η= ，其中o o1o1P U I =?，d d d P U I =?。 5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s 。 6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。 8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、PCB 图和所有源程序以电子档附件形式提交，若不愿公开相关资料请提前说明。 9. 测试方法见附件。

光伏发电并网系统Simulink仿真实验

光伏发电并网系统Simulink仿真实验报告电气工程学院王安20 一．光伏发电系统基本原理与框架图基本原理为：光伏阵列接受太阳能产生直流电流电压，同时电流电压受光照和温度的影响，而后经DC\DC（BOOST升压电路）转化将电压升高，再经DC\AC逆变产生交流电压供给负载使用。在这中间需要用MPPT使光伏电池始终工作在最大功率点处。二．光伏电池的工作原理光伏发电的能量转换器件是太阳能电池，又叫光伏电池。光伏电池发电的原理是光生伏打效应。光伏电池应用P-N结的光伏效应（Photovoltaic Effect）将来自太阳的光能转变为电能。当太阳光照射到太阳能电池上时，电池吸收光能，产生光电子－空穴对。在电池内电场的作用下，光生电子和空穴被分离，电池两端出现异号电荷的积累，即产生“光生电压”，这就是“光生伏打效应”。若在内建电场的两侧引出电极并接上负载，则负载就有“光生电流”流过，从而获得功率输出。这样，太阳的光能就变成了可以使用的电能。三．光伏发电系统并网Simulink仿真利用MTALAB中的simulink软件包，可以对10KW,380V光伏发电系统进行仿真，建立仿真模型如下：输入参数如下： Simulink提供的子系统封装功能可以大大增强simulink系统模型框图的可读性封装子模块如下：光伏电池封装模块：最大功率点跟踪模块：

PWM模块如下：并网端PWM内部PI模块：运行结果如下图所示：光伏电池输出电压如下：光伏电池输出电流如下：光伏电池输出功率波形如下：并网(220V)成功后输出电流波形：结果分析:通过对光伏发电的matlab-simulink仿真，得到了与理论曲线基本相同的电压、电流、功率曲线，但仍有不足之处，比如产生了许多谐波。通过这次的仿真实验，让我更加深刻认识了光伏发电的工作原理和过程，对光伏发电过程中可能出现的问题也有了一定的了解。虽然自己现在没办法解决，但随着自己学习的深入，以后会有办法解决的。另外，此次试验是和几个同学一起完成过程中也遇到了很多问题，最后集思广益解决了很多的问题，这让我也明白了合作的重要性。

光伏并网发电系统设计复习过程

光伏并网发电系统设计

R L U 图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案光伏并网系统主要由前级的DC-DC 变换器和后级的DC-AC 逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST 结构,主要完成系统的MPPT 控制;DC-AC 部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz 交流电。设计采用单片机SPWM 调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示：图2 系统总体硬件框图 3 MPPT 原理及电路设计 3.1 MPPT 原理

5kWp光伏太阳能并网发电系统

5kWp光伏太阳能并网发电系统设计方案设计人：申小波（Mellon）单位：个人电话：日期： 2013年10月27日

目录一、光伏太阳能并网发电系统简介 (2) 二、项目地点及气候辐照状况 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统结构与组成 (5) 五、设计过程 (6) 1、方案简介 (6) 2、设计依据 (6) 3、组件设计选型 (7) 4、直流防雷汇流箱设计选型 (9) 5、交直流断路器 (11) 6、并网逆变器设计选型 (13) 7、电缆设计选型 (14) 8、方阵支架 (15) 9、配电室设计 (15) 10、接地及防雷 (15) 11、数据采集检测系统 (16) 六、仿真软件模拟设计 (17) 七、接入电网方案 (22)

八、设备配置清单及详细参数 (22) 九、系统建设及施工 (22) 十、系统安装及调试 (23) 十一、运行及维护注意事项 (26) 十二、设计图纸 (28) 十三、工程预算投资分析报告 (32)

5kWp光伏太阳能并网发电系统配置方案一、光伏太阳能并网发电系统简介并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池组件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公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。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电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能太阳电池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电率，而且并网系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。二、项目地点及气候辐照状况图片来自Google地球 1、项目地点为：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、纬度：32°22’，经度：120°12’； 3、平均海拔高度：7m；

光伏发电技术及应用专业课程

公共必修课思想道德修养及法律基础、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论、大学英语、大学体育、计算机文化基础、大学语文、军事理论、大学生就业与创业指导、沐浴经典、红色江西、形势政策专业基础课高等数学、大学物理、光伏技术概论、电工电子学、半导体物理器件、太阳电池材料、光伏设备概论专业课专业技能课工程计价与计量、工程制图、AutoCAD 专业必修课太阳电池原理与工艺、太阳能发电技术、光伏建筑电气控制技术、光伏系统设计与施工、供配电系统、光伏建筑工程专业任选课高级语言程序设计、工业计算机控制技术、新能源发电技术、专业英语集中实践教学太阳能发电技术课程设计、光伏系统设计与施工课程设计、光伏建筑工程课程设计、军事训练、入学教育、岗位实训、毕业设计(论文) 主干课程（1）《太阳电池原理与工艺》课程简介：本课程主要讲授光生伏打效应机理、p-n结、太阳电池的工作原理、制造工艺、测试和应用等方面的技术，使学生对太阳电池器件的原理及工艺有较为系统的掌握。（2）《太阳能发电技术》课程简介：本课程主要讲授太阳能光伏发电工作原理、内容包括太阳能电池组件的特性、结构及种类，功率调节器的工作原理、功能、电路构成及种类、选择方法、相关设备及部件，太阳能光伏发电系统设计与施工、维护检查与测量，熟悉太阳能光伏发电系统的法律法规及并网系统技术要求准则。（3）《光伏系统设计与施工》课程简介：主要介绍光伏系统的构成及设计原理和规则,阐述光伏系统的施工技术和方法。使学生初步掌握光伏系统的设计方法，了解光伏系统的施工步骤，为学生将来独立参与光伏系统的设计和施工打下基础。（4）《光伏建筑电气控制技术》课程简介：本课程主要结合光伏发电讲授建筑配电系统常用的电器元件、继电器、接触器控制的基本控制电路、建筑电气控制技术的设计、建筑中常用的电气设备的控制原理、可编程控制器的基本工作原理及其在光伏建筑中的应用等方面知识。（5）《太阳电池材料》课程简介：介绍太阳能及光电转换的基本原理、太阳电池的基本结构和工艺，着重从材料制备和性能的角度出发，阐述常用的太阳能光电材料的基本制备原理、制备技术以及材料结构组成对太阳电池的影响。（6）《工程计价与计量》课程简介：本课程主要介绍太阳发电建设项目在决策、设计、招投标、实施、竣工验收等阶段的计价方法，使学生初步掌握工程计价与计量专业技能，扩展学生的工程经济知识与相关能力。

2009光伏并网发电模拟装置_王雨曦等12

光伏并网发电模拟装置摘要：系统基于光伏发电原理，采用正弦波脉宽调制技术（SPWM），以单片机和大规模可编程阵列逻辑器件（FPGA）作为控制核心，实现了模拟的光伏并网发电功能。系统采用增量电导法实现最大功率点跟踪（MPPT）功能，采用频率跟踪法和沿触发补偿跟踪法分别实现了系统的频率跟踪功能和相位跟踪功能。系统对各路输入输出信号进行实时监测和反馈控制，实现了欠压和过流保护，且具有自动恢复功能。系统对强弱电进行了隔离，这样既避免两部分电路的相互影响，保证了弱电部分器件的安全，又达到了控制的效果。主回路DC-AC变换器效率达到80%以上，负载电路输出电压失真度很小，不大于1%。系统人机界面友好，稳定性高，安全可靠，并具有可实时监测并显示变换器效率、频率等功能。关键字：SPWM MPPT 频率跟踪相位跟踪一、方案论证 1、方案比较与选择 1）DC-AC主回路拓扑鉴于此DC-AC逆变器为电压输出，故我们采用电压型逆变电路。方案一：半桥式。半桥式电路中每只开关管只需承受逆变器输入电压幅值大小的电压应力，电路简单，但其需要正负对称供电才能输出无直流偏置的信号。方案二：全桥式。两个半桥合并成即为全桥，全桥式电路的输出功率比半桥式大，且效率较半桥式电路高、谐波少，其输出对称性好，供电简单。综上比较，全桥式电路输出谐波少，则输出端滤波较为容易，在工作频率不是很高的情况下，效率可以达到很高，所以我们选择方案二。 2）SPWM控制波实现方案方案一:模拟调制法。用硬件电路产生正弦波和三角波，其中正弦波作为调制信号，三角波作为载波，两路信号经模拟比较器比较后输出SPWM波形。方案二：数字采样法。把正弦波波表及三角波波表存入存储器里，通过DDS 生成相应波形，再通过数字比较器产生所需要的波形。方案一电路简单，响应速度快，但参数漂移大，集成度低，波形易受外界噪声干扰，设计不灵活，且需要很复杂的硬件来控制逆变器功率器件的死区。但方案二可靠性高，可重复编程，响应快，精度高，控制简单，故选用方案二。 3）MPPT控制方案方案一：扰动观测法（P&O）。其原理是每隔一定的时间增加或者减少电压，并观测其后的功率变化方向，来决定下一步的控制信号。方案二：增量电导法（INC）。对光伏电池的电压和电流进行采样，通过比较光伏电池的电导增量和瞬间电导来改变控制信号。方案二和方案一均是通过扰动逐步使光伏电池逼近最大功率点，但方案二较方案一更具优势，其避免了扰动观测法的盲目性，控制精确，响应速度快，且光伏电池的输出电压能平稳追随环境的变化，稳态振荡小，故选用方案二。 4）同频控制方案方案一：瞬时比较方式。对反馈信号和参考信号测频并作比较，偏差通过滞环比较产生控制主电路中开关通断的SPWM信号，从而实现频率跟踪功能。

基于Matlab_Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真

题目：基于Matlab/ Simulink的三相光伏发电并网系统的仿真院系：姓名：学号：导师：

目录一、背景与目的 (3) 二、实验原理 (3) 1.并网逆变器的状态空间及数学模型 (3) 1.1主电路拓扑 (4) 1.2三相并网逆变器dq坐标系下数学模型 (4) 1.3基于电流双环控制的原理分析 (5) 2.LCL型滤波器的原理 (6) 三、实验设计 (8) 1.LCL型滤波器设计 (8) 1.1LCL滤波器参数设计的约束条件 (8) 1.2LCL滤波器参数计算 (8) 1.3LCL滤波器参数设计实例 (9) 2.双闭环控制系统的设计 (10) 2.1网侧电感电流外环控制器的设计 (10) 2.2电容电流内环控制器的设计 (11) 2.3控制器参数计算 (12) 四、实验仿真及分析 (12) 五、实验结论 (16)

一、背景与目的伴随着传统化石能源的紧缺，石油价格的飞涨以及生态环境的不断恶化，这些问题促使了可再生能源的开发利用。而太阳能光伏发电的诸多优点，使其研究开发、产业化制造技术以及市场开拓已经成为令世界各国，特别是发达国家激烈竞争的主要热点。近年来世界太阳能发电一直保持着快速发展，九十年代后期世界光伏电池市场更是出现供不应求的局面，进一步促进了发展速度。目前太阳能利用主要有光热利用，光伏利用和光化学利用等三种主要形式，而光伏发电具有以下明显的优点： 1. 无污染：绝对零排放－没有任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等“排放”； 2. 可再生：资源无限，可直接输出高质量电能，具有理想的可持续发展属性； 3. 资源的普遍性：基本上不受地域限制，只是地区之间是否丰富之分； 4. 通用性、可存储性：电能可以方便地通过输电线路传输、使用和存储； 5. 分布式电力系统：将提高整个能源系统的安全性和可靠性，特别是从抗御自然灾害和战备的角度看，它更具有明显的意义； 6. 资源、发电、用电同一地域：可望大幅度节省远程输变电设备的投资费用； 7. 灵活、简单化：发电系统可按需要以模块化集成，容量可大可小，扩容方便，保持系统运转仅需要很少的维护，系统为组件，安装快速化，没有磨损、损坏的活动部件； 8. 光伏建筑集成（BIPV-Building Integrated Photovoltaic）：节省发电基地使用的土地面积和费用，是目前国际上研究及发展的前沿，也是相关领域科技界最热门的话题之一。我国是世界上主要的能源生产和消费大国之一，也是少数几个以煤炭为主要能源的国家之一，提高能源利用效率，调整能源结构，开发新能源和可再生能源是实现我国经济和社会可持续发展在能源方面的重要选择。随着我国能源需求的不断增长，以及化石能源消耗带来的环境污染的压力不断加剧，新能源和可再生能源的开发利用越来越受到国家的重视和社会的关注。二、实验原理 1.并网逆变器的状态空间及数学模型

光伏发电系统控制系统设计

编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目光伏发电系统控制系统设计学生姓名*** 学号**** 系部电气工程系专业机电一体化班级***** 指导教师【***】【讲师】顾问教师二〇一二年十月摘要进入二十一世纪，人类面临着实现经济和社会可持续大战的重大挑战，而能源问题日益严重，一方面是常规能源的缺乏，另一方面石油等能源的开发带来一系列的问题，如环境污染，温室效应等。人类需要解决能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进进步，大规模开发利用可再生能源和新能源。太阳能是一种有前途的新型能源，具有永久性、清洁型和灵活性三大优点。太阳能电池寿命长，

只要有太阳在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染问题；光伏发电系统可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用的太阳能电池组，而且还缓解了目前能源危机与环境危机，只是其它电源无法比拟。关键词：太阳能供电系统蓄电池逆变

目录编号 ..................................................................................................................... 错误!未指定书签。摘要 ................................................................................................................. 错误!未指定书签。目录 ............................................................................................................. 错误!未指定书签。第一章绪论 ................................................................................................... 错误!未指定书签。光伏发电控制系统简介 ........................... 错误!未指定书签。问题的提出 ..................................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要目的和意义 ..................... 错误!未指定书签。本课题设计的主要内容 ........................... 错误!未指定书签。第二章可编程控制器（）基础知识 ............................................................. 错误!未指定书签。可编程控制器（） ............................... 错误!未指定书签。的定义......................................... 错误!未指定书签。的特点......................................... 错误!未指定书签。的简介及模块................................... 错误!未指定书签。第三章系统硬件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。光伏供电装置................................... 错误!未指定书签。光伏供电系统 ................................... 错误!未指定书签。基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。基于的硬件电路设计............................. 错误!未指定书签。第四章系统软件设计 ..................................................................................... 错误!未指定书签。主程序设计..................................... 错误!未指定书签。子程序设计..................................... 错误!未指定书签。监控界面的设计................................. 错误!未指定书签。第五章系统调试 ............................................................................................... 错误!未指定书签。调试主要内容................................... 错误!未指定书签。调试结果 ....................................... 错误!未指定书签。第六章总结与展望 ........................................................................................... 错误!未指定书签。总结........................................... 错误!未指定书签。展望........................................... 错误!未指定书签。

光伏发电系统-毕业设计

1. 引言日常生活和社会生产都离不开能源。人们通过直接或间接利用某些自然资源得到能，因而，把具有某种形式能量资源以及由它加工或转换得到的产品统称为能源。前者叫自然能源或一次能源，如矿物燃料、植物燃料、太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和潮汐能等，后者通常又把可再生的自然资源称为新能源，其围包括太阳能、生物质能、风能、地热能和海洋能等。矿物燃料（煤、石油、天然气等）又称为常规能源。值得注意，几乎所有的自然资源，从广义的角度看都来自太阳能。由大气、陆地、海洋、生物等所接受的太阳能都是各种自然资源的源泉。矿物燃料是古生物长期沉积在地下形成的，它的形成源自远古的太阳能。[9]水的蒸发和凝结，风、雨、冰、雪等自然现象的动力也是靠太阳，因而水能、风能归根到底都来自太阳能。生物质能是通过光合、光化作用转化太阳辐射能取得的。由于太阳和月球对地球水的吸水作用产生潮汐能。世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球截取的太阳能辐射能通量为1.7ⅹ1014kW,比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间；47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间；约23%是水蒸发、凝结的动力，风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接受的太阳能总量为1ⅹ1018kW·h。这相当于5ⅹ1014桶原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍。太阳的能量是如此巨大，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”，但是太阳辐射能的通量密度较低，大气层外为1353W/m2.太通过大气层时会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响，因而，太阳能对地球又呈