光伏并网发电模拟装置的设计【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 光伏并网发电模拟装置的设计 一、课题研究意义及现状 尽管寻找新能源的工作已经有相当的历史了，但是世界性的环境污染和能源短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中，人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。目前我们主要使用的能源还是以化石燃料为主和可再生能源，新能源并存的多样话能源格局。能源的大量开采势必要带来一系列的问题。能源问题已经是全球最关注的问题之一，就目前来看，光伏发电还存在许多的技术瓶颈，例如效率不高，价格昂贵，但是它作为一种 不需要矿物能源的无尽资源，通过不断改良创新技术，光伏发电终有一天会取代传统发电。 我国是

2、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。我国是世界上太阳能资源丰富的国家之一，全年辐射总量在 91.7、 2333 千瓦时 /平方米，太阳能理论总储量为 147、 100000000 吉千瓦 /年，从理论上讲，除去农田、草原、森林、河流、湖泊、道路等，在任何荒地和建筑上都可以安装光伏组件，特别是在 总辐射量和日照时数量最为丰富的西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古、宁夏等省区。 我国的并网光伏发电起步较晚，近年发展很快，截止 2003 年底，全国共有大中型太阳

3、能光伏电站 800 多座，己累计安装光伏系统 45M、 v，太阳能光伏并网系统不到 or 多个。在国家科技部“九五”和“十五”科技攻关计划中初步开展了屋顶并网光伏发电系统的技术开发和试点示范研究，并取得进展。这些进展表明我国己初步掌握了并网光伏发电系统的关键技术，包括 CVT、最大功率跟踪控制技术、并网逆变技术、系统的实时数据采集和数据传输技术等，具备了设计和建造实用的 一定规模的并网光伏发电系统的能力。为了快速推进我国光伏和其它可再生能源产业和事业的发展，国家己经拟定了可再生能源法，并于近期出台，积极为可再生能源的开发和利用提供优惠政策和财政补贴，相信光伏发电在我国得到全面发展和兴旺的时代已

4、经来临。 二、课题研究的主要内容和预期目标 课题研究主要内容： 本课题主要研究一种光伏并网发电模拟装置的设计。本课题需要在 学习逆变电路的一些基本拓扑和基本控制方法的基础上，实现对光伏电压进行逆变并且并入模拟电网以达到具有最大功率点跟踪（ MPPT）功能 ， 相对 偏差的绝对值不大于 1% ，具有 频率跟踪 功能，相对 偏差绝对值不大于 1%，输出电压 的 失真度 THD 5%， 具有输 入 欠压保护功能 ， 具有输出过流保护功能 的技术指标。 课题研究的预期目标： 本课题要求完成光伏发电模拟装置的硬件电路设计，软件编程利用 C 语言编写程序用于对 SPWM波形产生以及数据的采集和控制功能本系

5、统的输出正弦波的指标达到了题目设计所需要的要求。 三、课题研究的方法及措施 课题研究主要包含三个步骤 ：一是 查找相关资料了解课题相关内容，进行理论分析 ；二是软件设计， 产生 SPWM 波 ，本课题选用 规则采样法 ，画出软件程序设计方案及实现的流程图；三是 硬件实现，熟悉单片机及其应用，制作相应得电路板。 具体方案如下： 硬件部分： 采用全桥型升压变换，结构简单，容易实现，采用变压器，可起到隔离输入输出信号，且做到输入输出电压宽，占空比合适；采用双管推挽自耦变压器，使得两管轮流导通，提高效率；同时起着开关作用。 软件部分： 对于一个完整的正弦波，通过规则采样法的公式进行计算，可以得到在一个

6、周期以内，每个脉冲的宽度间隙，本系统需要产生 45-55HZ 的正弦波信号，输出频率的范围并不是很大，因此可以先将所需 SPWM 波的占空比参数提前存储在单片机的内存中，通过定时器的溢出中断，依次不断的连续加载，便得到相应的 SPWM 波。改变输出正弦波的频率，只需要改变定时计数器的上限值，即改变双斜波的频率。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 20010年 9月 18至 2011年 5月 18日。 2010.9.18 2010.10.13 ：选择毕业设计题目。 2010.10.14 2010.10.23 ：填写选自申报表。 全桥逆变 DC-AC 电源输入 滤波 过流保护 控制电路 电压

7、反馈 变压器 负载 20010.10.24 2010.11.20 ：完成开题报告，外文翻译，开题报告的填写。 2010.11.21 2011.3.19 ：设计课题，撰写毕业论文。 2011.3.22 2011.4.2 ：设计作品的完善，论文的修改。 2011.4.6 2011.4.17 ：准备答辩，准备答辩 ppt。 2011.5.16 2011.5.18 ：提交所有相关资料。 五、参考文献 1 曲学基 ,曲敬凯 ,于明扬 .逆变技术基础与应用 M.北京 :电子工业出版社 ,2007,1. 2 沈辉 ,曾祖勤 .太阳能光伏发电技术 M.上海 :化学工业出版社 ,2005,9. 3 陈维 ,沈辉

8、 ,邓幼俊等 .光伏发 电系统 中逆 变器技术 应用及展 望 J.电力电 子技术，2006,40(4):130-134 4 赵争鸣 ,刘建政 ,孙晓瑛 .太阳能光伏发电及其应用 M.北京 :科学出版社 ,2005,l0. 5 袁晓 ,赵敏荣 .太阳能光伏发电并网技术的应用 J.上海电力 ,2006,19(4):342-347. 6 Johanna M A Novel Inverter Topologies for Single-Phase Stand-Alone or Grid-Connected Photovoltaic Sys-ternsCIEEE International Confer

9、ence. 2001,1:103-108. 7 Guan-Chun ， Phase- Locked Loop Techniques- A Survey ， IEEE， Trans. On Eclectic.1996，P609-615. 8 王志刚 .现代电子线路第四版 M.北京：清华大学出版社， 2008. 9 胡寿松 .自动控制原理 (第三版 )M.北京：国防工业出版社， 1994 . 10 翁双安 .供电工程 M.北京：机械工业出版社 ， 2004. 11 林渭勋等 .电力电子技术基础 M.北京：机械工业出版社， 2002. 12 王兆安等 .电力电子技术 M. 北京：机械工业出版社 ,2009.