小功率家用光伏发电储能系统的研究

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1、学校代码：密级：公开交乂攀硕士专业学位论文小功率家用光伏发电储能系统的研究作者姓名赵与辉工程领域电气工程指导教师贺明智副教授培养院系电气工程学院二零一五年六月硕士专业学位论文、功率家用光伏发电储系统的研作者：赵与辉导师：贺明智北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可以为存在馆

2、际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：签字日期：年月日签字曰期：年月乂曰学校代码密级：公幵北京交通大学硕士专业学位论文小功率家用光伏发电储能系统的研宄作者姓名：赵与辉学号：导师姓名：贺明智职称：副教授专业学位类别：电气工程学位级别：硕士北京交通大学年月致谢本论文的诞生经历了诸多困难，在此期间我也得到了周围同事、同学和老师的许多帮助。首先在此我衷心地感谢贺明智老师在这两年对我的教导，贺老师严谨治学和积极工作的态度给了我很大的影响。其次我要感谢一下李志君、何雄等京仪椿树

3、整流器有限公司的同事们，以及项目组中的其他成员，他们在工作、学习和生活上都给与了我很大的帮助，在本论文的书写与实验也得到了他们中肯的建议，其中特别感谢段宣祥在程序编写上给与的帮助。再者，我还要对徐晓栋、郑策等同学给予衷心的感谢，同学们在论文写作方面给予了很多建议，在生活上的也给予了很多帮助。在此，我也要感谢一下我的家人，谢谢他们的理解与支持，让我能够专心地完成我的学业。最后，感谢北京京仪椿树整流器有限公司和北京市光伏装备工程技术研究中心对本项目的资助。摘要摘要摘要：能源危机的日渐加重以及化石能源对环境的污染，都在不断促使着新能源发电技

4、术的进步。其中，光伏发电因为储量大、无污染等优势得以被越来越多地推广与应用。分布式微网的快速发展以及我国诸多偏远地区输电困难等因素，也为我国光伏发电事业带来了美好的前景。本文对小功率家用光伏发电储能系统进行了研究与设计。该系统集升压控制、逆变、储能等部分于一体，便于安装、使用，拥有较好的商业前景。文中首先对本系统所釆用的升压电路、全桥逆变电路以及储能电路的工作原理进行了分析，并详细介绍了逆变电路中的调制方式。由于采用了非隔离拓扑，系统在并网工作模式下，会产生严重的漏电流，文中对漏电流的产生和抑制原理进行了解释和说明，决定釆用加入共模滤

5、波器的方式来抑制漏电流，并通过仿真验证了该设计的可行性。本文对系统的闭环设计、光伏电池的特性、的实现、储能环节的充电方案都进行了研宄与设计，采用了变步长电导增量法和三段式充电控制方式对系统进行控制。在本文理论研究基础上设计了小功率家用光伏发电储能系统样机。文中采用和作为开关器件的选择，对电感、电容等元件参数进行了详细地设计，并针对系统需求，设计了相应的采样调理和保护电路。最后介绍了控制芯片的外围设计和端口分配。本文最后对该系统进行了仿真和实验，验证了所用拓扑及调制方式的高效性，测试最高效率可达。仿真中就算法对整个光伏系统的可行性也进行

6、了验证，稳态跟踪效率保持在以上，能最大限度地利用电池板的功率。本文对双向储能电路也进行了仿真，验证了该电路的可行性。关键词：光伏；非隔离逆变器；储能；共模漏电流；ABSTRACTABSTRACTTheincreasinglyseriousenergycrisisandpollutionoffossilenergytotheenvironmentpromotethedevelopmentofgenerationtechnologywithrenewableenergy,inwhich，，：目录目录弓胃光伏发电的背景与意义能源、环境与太阳

7、能家用光伏发电的意义与需求光伏逆变器与储能系统的分类光伏逆变器的分类储能系统的分类本文工作重点小功率家用光伏发电储能系统原理系统总体设计方案系统拓扑总体结构系统设计指标升压电路研究工作原理升压电路实际设计全桥逆变电路研宄工作原理正弦脉宽调制技术双向储能电路设计研宄双向全桥电路双向电路双向储能电路的分析与选择北京交通大学硕士专业学位论文非隔离拓扑漏电流研究非隔离拓扑漏电流因素非隔离拓扑漏电流抑制方案非隔离拓扑漏电流抑制方案仿真本章小结光伏系统控制设计离网控制设计并网控制设计最大功率点追踪（原理与设计光伏电池模型光伏电池特性原理常用算法变

8、步长电导增量法仿真及对比分析蓄电池充电方法设计蓄电池常用充电方法蓄电池充放电控制设计本章小结系统硬件设计功率主电路设计与选型电路开关器件选型全桥电路开关器件选型储能电路开关器件选型主要无源器件设计电感目录输入电容直流母线