户用单相光伏并网发电系统设计研究

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1、沈阳工程学院硕士学位论文摘要能源紧张已经成为制约人类发展的又一难题，太阳能作为最具前景的可再生能源受到越来越多国家的重视。光伏并网发电是最具发展潜力的太阳能利用形式，必将成为人类发展的主要能量来源，受到广泛推广，应用。针对此，本文对户用单相光伏并网系统进行了设计与研究。本文对太阳能发电产业现状以及光伏发电的意义进行了阐述，介绍了户用光伏发电系统的利用现状。分析了光伏并网发电系统的结构分类和各个结构特点。比较选择了DC−DC和DC−AC电路。讨论了DC−DC和DC−AC电路原件参数设置。研究设计了200W户用单相光伏并网发电系统。分析了光伏电池的工作

2、原理和工作特点，建立了光伏电池的模型。分析比较了几种常用的光伏电池最大功率点跟踪方法，在此基础上给出了改进的变步长扰动观察法，并利用MATLAB的SIMULINK进行了仿真。仿真验证了本方法的正确性。其次，在控制策略上，阐述了单相光伏并网逆变器的工作原理，以及光伏并网逆变器的控制目标。对比了几种并网方式，选择了电压电流双闭环方式。用MATLAB/SIMULINK搭建光伏并网逆变器控制系统的仿真模型，仿真结果验证了该方案的可行性及有效性。系统阐述了系统的构成和控制方法。给出了系统的模块化设计方案，并给出了模块的电路。本系统应用TMS320F2812为

3、数字核心，制作了一台光伏并网逆变器样机，对样机进行了功能测试和效率测试，样机具有良好的电气性能，并且体积较小、重量较轻、结构简单、安全可靠。关键词：光伏并网发电；最大功率点跟踪；逆变器Ⅰ户用单相光伏并网发电系统设计研究ResearchandDesignofhouseholdsingle-phasegrid-connectedphotovoltaicgenerationsystemAbstractEnergycrisishasbecomeanotherproblemrestrictingthedevelopmentofhumanbeings,sola

4、renergyasthemostpromisingrenewableenergydrawsattentionofmoreandmorecountries.Photovoltaicpowergenerationisthemostpromisingutilizationformofsolarenergy,willbecomethemainsourceofenergyforhumandevelopment,hasbeenwidelypopularizedandapplied.Inthispaper,thestatusofphotovoltaicindus

5、tryisdescribed,thesignificanceofphotovoltaicpowergenerationisdiscussed.Thepaperalsointroducesthestatusoftheuseofhouseholdphotovoltaicpowergenerationsystem.Thepaperintroducesclassificationsofphotovoltaicgrid-connectedpowersystemsandthecharacteristicsofeverystructure.Compareands

6、electtherequriedDC−DCandDC−ACcircuits.ThepaperdiscussesparametersettingsofcomponentsinDC−DCandDC−ACcircuit.Thispaperdoresearchanddesignofsingle-phasegrid-connectedphotovoltaicpowergenerationsystemof200W.Analyzetheworkingprincipleandcharacteristicsofphotovoltaiccells,establishm

7、odelofphotovoltaiccells.Makeananalysisandcomparisonofseveralcommonlyusedmaximumpowerpointtrackingmethods,onthisbasis,thepaperprovidestheimprovedperturbationandobservationmethod,makeasimulationusingMATLAB/Simulink.Simulationresultsverifythecorrectnessofthemethod.Secondly,inthec

8、ontrolstrategy,thepaperdescribestheworkingprincipleandcontrol