光伏并网逆变器设计.pdf

1、 CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE&TECHNOLOGYCHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE&TECHNOLOGY 毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目题目：光伏电源并网逆变器设计光伏电源并网逆变器设计 学生姓名：学生姓名：周亚星周亚星 学学 号：号：200724170119200724170119 班班 级级:052405241070110701 专专 业：业：电气工程及其自动化电气工程及其自动化 指导教师：指导教师：粟时平粟时平 20201111 年年 6 6 月月 光伏电源并网逆变器设计 学生姓名学生姓名：周亚星周亚星 学学 号：号：2

2、00724170119200724170119 班班 级：级：052410701052410701 所在院所在院(系系):电气与信息工程学院电气与信息工程学院 指导教师指导教师：粟时平粟时平 完成日期完成日期:20112011 年年 6 6 月月 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 电气与信息工程学 院（系院（系）电力工程及其自动化专业专业 2007241705 班班 题 目 光 伏 电 源 并 网 逆 变 器 设 计 任务起止日期；2011 年 3 月 21 日 2011 年 6 月 25 日 学 生 姓 名 周 亚 星 学 号 200724170119 指 导 教 师 粟时平 教

3、研室主任 年 月 日 审查 院长（系主任）年 月 日 批准 一、一、毕业设计（论文）任务毕业设计（论文）任务 课题内容 了解国内外光伏电源发电及其并网的特点与发展情况；分析用于光伏电源发电及其并网逆变器的类型与工作原理，分析用于控制逆变器的各种控制方法的优缺点，选择一种合适的、先进的、实用的控制方法来控制并网逆变器，并详细分析所选控制方法的工作原理；并确定并网逆变器的主电路和控制电路，分析其原理，绘制逆变器主电路、控制电路的原理图及框图；绘制系统原理图，对实例进行模拟仿真。把光伏电源发电并网逆变器控制方法和仿真软件结合起来，学生对所学的专业知识应用于工程实际有较深刻的认识，学生对发电并网逆变器

4、的控制在电力系统运行中的重要理论及其实际意义有较深刻的认识；对学生在知识运用、实验测试、书面、外语、口头文字表达及计算应用能力等方面有了大大的提高，为今后从事实际工作打下坚实的理论基础。课题任务要求：1了解国内外光伏电源发电及其并网的特点与发展情况；2分析用于光伏电源发电及其并网逆变器的类型与工作原理，分析用于控制逆变器的各种控制方法的优缺点，选择一种合适的、先进的、实用的控制方法来控制并网逆变器，并详细分析所选控制方法的工作原理；3并确定并网逆变器的主电路和控制电路，然后对实例进行仿真；4所有图表符合国家标准，文中所有图纸要求用 CAD 或其他绘图软件绘制，文中所有公式要求用公式编辑器编辑，

5、论文字数不少于 1.5 万，参考文献不少于 20 篇（其中英文文献不少于 3 篇，所有参考文献尽量选用是近五年的），中文摘要不少于 400 字，关键字不少于 4 个；5按毕业设计任务的要求及学校对毕业设计论文撰写的要求撰写毕业设计论文开题报告和毕业论文，并进行排版（内容正确、概念清楚、数据正确、文字通畅、排版合理、图纸和程序等齐全）；6独立按时完成设计任务书规定的内容，对设计中所出现的问题进行综合分析并加以解决；7把所撰写论文的关键词、作者通信地址和论文摘要等翻译为英文，并要求把一篇英文论文翻译成中文。8遵守学校毕业设计期间的各种规章制度，并按要求对毕业设计文当进行装订，按时上交学校规定的各种

6、毕业设计文当。课题完成后应提交的文件(或图表、设计图纸)1毕业设计论文一份（打印件）和电子文档一份，毕业设计论文中应包含有：封面、首页、摘要的中文与英文、论文正文、参考文献、致谢、附图等。2开题报告；3毕业论文任务书（指导教师给的）；4英文科技论文原文与翻译（对辅导教师提供的英文科技论文或学生自己找的英文科技论文翻译成中文）。主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）1 王兆安，刘进军.电力电子技术 M.北京：机械工业出版社，2011.2 李春鹏，张廷元，周丰.太阳能光伏发电综述J.电工材料，2006，(03)：45-48.3 马胜红，陆虎俞.太阳能光伏发电技术(l)光伏发电与光伏发电系统J

7、.大众用电,2006，(01):38-40 4 陈兴峰，曹志峰，焦在强，许红华.基于 DSP 的 20kw 单相并网光伏逆变器J.电气应用，2005，27(8):53-55.5 ChangrongLiu.“ANovelHigh-PowerHigh-EfficieneyThree-PhasePhase-ShiftDC/DC Converter for Fuel Cell APPlieations，”A.VirginiaPolyteehnieInstituteandState University.2005.6 翟津川，黄梅.光伏阵列三相并网仿真模型J.电子设计工程，2010，18（12）：91-

8、94.7 马红梅，李鹏，黄成玉.基于SPMC75F2413A的小功率光伏并网系统的设计J.电气传动,2011,41():31-33.8 单竹杰，林明耀,顾娟，等.单相光伏并网逆变器的无差拍控制研究J.电工电气，2009，43（1）：5-7.9 陈江，辉谢运，祥陈兵.逆变电路的控制技术与策略J.电气应用，2006，25（6）：102-106.10 张黎，丘水生.滑模控制逆变器的分析与实验研究J.中国电机工程学报，2006，26(3)：59-63.11 李维波.MA TLAB 在电气工程中的应用M.北京：中国电力出版社，2009,1.12 李传琦.电力电子技术计算机仿真实验M.北京：电子工业出版社

9、，2006,2.13 洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的 MA TLAB 仿真M.北京：机械工业出版社，2006,1.14 LIU Xue-jun，Lopes Luiz A C.An improved perturbation and observation maximum power point tracking algorithm for PV arraysC/Power electronics specialists conference，2004 IEEE35th Annual，2004，3:2005-2010.同组设计者 注：1.此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。2.此

10、任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。3.此任务书可从教务处网页表格下载区下载 二、二、毕业设计（论文）工作进度计划表毕业设计（论文）工作进度计划表 序号 毕业设计（论文）工作任务 工 作 进 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 搜集、阅读与光伏电源发电并逆变器有关的各种资料并进行整理 2 撰写开题报告、翻译一篇与所做的毕业设计题目类似的英文科技论文成中文 3 对国内用于光伏电源发电并网逆变器控制的各种方法的发展状况和应用状况进行阐述 4 对用于光伏电源发电并网逆变器控制方法的基本原

11、理进行分析 5 选一种比较合适的控制方法来控制光伏电源发电并网逆变器，重点分析其控制原理 6 利用仿真软件进行实例仿真，编写实用程序，说明所选择方法的实用性好坏 7 把所写的论文进行整理并论文打印成册 8 交论文成品并准备答辩 注：1.此表由指导教师填写；2.此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3.进度安排请用“一”在相应位置画出。三、三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表 时间 第一阶段 第二阶段 第三阶段 内容 组织纪律 完成任务情况 组织纪律 完成任务情况 组织纪律 完成任务情况 检 查 记 录 教 师签字 签字

12、 日期 签字 日期 签字 日期 注：1.此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。2.“组织纪律”一档应按长沙理工大学学生学籍管理实施办法精神，根据学生具体执行情况，如实填写。3.“完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议 4.对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。四、学生毕业设计（论文）装袋要求：四、学生毕业设计（论文）装袋要求：1.毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。(1)封面 (2)扉 页(3)毕业设计（论文）任务书 (4)中文摘要 (5)英文摘要 (6

13、)目录 (7)正文 (8)参考文献(9)致谢 (10)附录（公式的推演、图表、程序等）(11)附件 1：开题报告（文献综述）(12)附件 2：译文及原文影印件 2.需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。3.修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。4.毕业设计(论文)成绩评定册一份。5论文电子文档由各学院收集保存。学生送交全部文件日期 学生（签名）指导教师验收（签名）光伏电源并网逆变器设计 光伏电源并网逆变器设计 摘要 世界传统能源的日益枯竭促使了人类对新能源的开发和利用，具有可持续发展特点的太阳能受到了世界的重视。光伏并网发电对人类的文明具有深远意义，在过去的五年里，光伏并网电站的

14、安装总量达到了惊人的数千兆瓦。连接光伏阵列和电网的光伏电源并网逆变器则是整个光伏并网系统的关键。本文根据光伏阵列的特点以及并网逆变器结构分析，提出了基于 DC-DC 和DC-AC 两级并网逆变器的结构。根据 DC-DC 环节和 DC-AC 环节的相对独立性，分别对 DC-DC 电路和 DC-AC 电路进行了分析。在 DC-DC 转换器中，采用了Boost 电路对太阳能阵列输出电压进行控制，使系统进行最大功率点跟踪。采用了固定电压法最大功率点跟踪对 DC-DC 控制电路进行了简化.仿真结果显示，该方法能够稳定系统的输出电压。在 DC-AC 转换器中，采用了输出电流控制，提出空间矢量脉冲宽度调制方

15、法对逆变器进行控制，从而提高直流侧电压利用率。仿真结果显示，该方法能够实现输出电流与电网电压保持同频同相，从而证明了该算法的可行性。关键词：太阳能；光伏电源并网；最大功率跟踪；固定电压法；空间矢量脉冲宽度调制 光伏电源并网逆变器设计 THE DESIGN OF PHOTOVOLTAIC GRID-CONNECTED INVERTER ABSTRACT Increasing depletion of the worlds traditional energy sources has promoted development and utilization of new energy source

16、s.Solar,as sustainable energy,has attracted the worlds attention.Photovoltaic grid-connected system has far-reaching significance on human civilization.The total installed capacity of photovoltaic grid-connected system has reached thousands of megawatts in the past five years.Photovoltaic grid-connected inverter,which connects the photovoltaic array and grid,is the key to the photovoltaic grid-connected system.The DC-DC and DC-AC two stage grid-connected inverter is proposed based on the charact