小功率光伏发电系统的设计与实现

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1、分类号学号M201272202学校代码10487密级硕士学位论文小功率光伏发电系统的设计与实现学位申请人：周强学科专业：控制理论与控制工程指导教师：彭刚副教授答辩日期：2015年5月27日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDesignandImplementationofSmallPowerPhotovoltaicPowerGenerationSystemCandidate：ZhouQiangMajor：Con

2、trolTheoryandControlEngineeringSupervisor：Assoc.Prof.PengGangHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074.P.R.ChinaMay，2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者

3、签名：丨曰期：年夕月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在_____年解密后适用本授权书。不保密y(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：同誇指导教师签名：$丨^日期:別5年；月'^曰期：：mS年炉4曰华中科技大学硕士学位论文摘要随着传统能源越来越紧缺，对新能源的需求不断增

4、加。新能源具有清洁无污染、可再生等独特优势，近年来推广和发展速度非常快。小功率光伏发电系统在野外等传统电力能源不便供应的情况下能提供一种很好的能源解决方案，同时也可以应用于小型屋顶发电系统。本文主要对小功率光伏发电系统的储能发电系统和逆变发电系统两部分进行分析和设计。储能发电系统需要根据输入能量单元和储能单元设计好合适的功率变换电路，解决好系统充放电的可靠性和控制策略。逆变系统设计需要保证输出能源的稳定性和带载能力等。本文对小功率储能发电系统的构成单元如储能单元、光伏模块、风机等进行了分析。通过对储能单元的特性分析，设计了一种合理的多阶段充放电控制策略

5、。通过对光伏和风能单元特性分析，选择了合适的最大功率算法和卸载PWM控制。通过对需求进行分析，选择功率电路的拓扑结构，设计完整的功率电路、驱动电路等。在小功率逆变发电系统中，通过需求分析，最终选择推挽直流升压变换加全桥逆变拓扑结构。对推挽电路硬件设计主要包括推挽变压器的设计、驱动电路的设计、功率器件的参数设计及选型。在全桥逆变电路中分析了SPWM调制的几种常见方式，选择了在离网型逆变系统中合适的一种调制方式。分别对推挽和全桥逆变仿真测试电路原理可行，并且设计了逆变系统的控制策略和系统软件框架。最后通过搭建实验平台，样机调试，系统软件编写，测试整个系统的

6、充放电性能和逆变输出特性，能够满足设计要求，验证了系统的软硬件设计可行性。本文的研究工作对小功率发电系统设计具有一定参考性。关键词：光伏发电，推挽，SPWM调制，逆变I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsthetraditionalenergyincreasinglyscarce,increasingdemandfornewenergy.Newenergyiscleannon-polluting,renewableandhasotheruniqueadvantagesinrecentyearshasbeenpromotedanddevelope

7、dveryfast.Smallpowerphotovoltaicgenerationpowersystemcanprovideakindofverygoodsolutionsinthefieldthatthetraditionalpowersupplyingisinconvenience,atthesametimeitcanalsobeappliedtosmallroofpowergenerationsystem.Thispapermainlyanalyzedanddesignedthesmallpowerenergystoragepowergener

8、ationsystemandinverterpowersystem.Energystorage