一种新型独立光伏系统逆变器的设计文献综述

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1、文献综述一种新型独立光伏系统逆变器的设计一、前言（说明设计或论文的目的、意义，介绍有关概念）1、课题的研究背景地球表面每年接受太阳辐射能量高达5.4*1024J，若能将其中的十万分之一转化为电能，就可以满足目前全世界的能耗需求，因此太阳能发电对缓解日益严重的环境和能源危机具有特别重要的意义。最近几十年,太阳能的能量利用得到了迅猛的发展。90年代以来,发达国家重新掀起了发展光伏系统的高潮,特别是发展“屋顶光伏系统”。屋顶光伏系统不单独占地,将太阳能电池安装在现成的屋顶上,非常适应太阳能能量密度较低的特点,而且其灵活性和经济性都优于大型并网光伏

2、电站,有利于普及、战备和能源安全[1]。2、课题的研究意义太阳能作为绿色生态能源，以光伏技术与电力电子技术为依托，结合我国的实际利用它为人类服务，是能源工作者的重要任务之一。市场上，户用光伏电源系统产品正在逐步走向成熟，并以其标准化与兼容性等优点引起了越来越多人的注意，但这些产品仍存在着体积大、重量大、交流噪音大等不足之处。光伏屋计划正在我国许多地区实施，发展水平总体上处于起步阶段。技术已日臻成熟，有许多计划已经完成，如投资4.28亿元的兰州市“阳光计划”，甘肃省9.2万㎡的太阳能小区，西藏计划投资900万元兴建27万平方米的太阳能房工程等

3、。国家到2015年将累计建成5000万㎡的太阳能房[2]。3、独立光伏系统概述本文围绕光伏发电系统的组件展开，重点研究了如何开发一个高性能、纯正弦波输出的独立光伏发电系统逆变电源，以实现户用光伏逆变电源系统体积与重量小、效率与性价比高、功率密度大、易于市场化。独立运行太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池方阵，蓄电池组，控制器和逆变器四部分构成。太阳能电池方阵：光伏电池是组成太阳能光伏发电系统最基本的单位。但单体光伏电池发出的电能很小，工作电压约0.45~0.5V，工作电流20~25mA/c㎡，而且是直流电，在大多数情况下很难满足实际应用的需要

4、。为满足负载要求的输出功率，一般都将电池组串并成太阳能电池组件。5蓄电池组：太阳能发电系统只能在日间有阳光的时候才能发电，而多数情况人们主要在夜间大量用电，所以需要存储太阳能电池方阵发出的电能并随时向负载供电。光伏系统对蓄电池组的要求是：1、自放电率低；2、使用寿命长；3、深放电能力强；4、充电效率高；5、少维护或免维护；6、工作温度范围宽；7、价格低廉。配套200Ah以上的铅酸蓄电池，一般选用固定式或工业密封免维护铅酸电池。控制器：光伏发电系统的核心部件之一，主要用于实现整套系统地充、放电管理。太阳能光伏阵列发出的直流电能，经过控制器对蓄

5、电池充电，在蓄电池未充满时，控制器的作用是最大限度地对蓄电池充电，当蓄电池被充满时，控制太阳能充电，使蓄电池处于浮充状态。当蓄电池放电至接近蓄电池过放点电压时，控制器将发出蓄电池电量不足报警并切断蓄电池的放电回路，以保护蓄电池。随着光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制器、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能。逆变器：对逆变器的基本要求是：能输出一个电压稳定、频率稳定的交流电，无论是输入电压发生波动还是负载发生变换，都要能达到一定的电压精度；具有一定的过载能力，一般能过载

6、125%~150%；输出电压波形含的谐波成分应尽量少；具有短路、过载、过热、过电压、欠电压等保护功能和报警功能，且具有快速的动态响应。二、主题（阐明有关主题的背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）不论是从经济社会走可持续发展之路和保护人类赖以生存的地球生态环境的高度来审视，还是从为世界上20多亿无电人口和一些特殊用途解决现实的能源供应出发，发展新能源和可再生能源均具有重大战略意义。新能源和可再生能源是人类社会未来能源的基石，是化石能源的替代能源。因此国内外大量学者从20世纪中期就开始对独立光伏系统进行研究，并取得了一定成果。朱丽娟针对

7、当前全球性的能源危机迫使越来越多的国家开始重视新能源的研究[3]，光伏发电作为主要的一种方法得到了广泛研究;但由于光伏电池造价高，不利于其初期的研究的现状。设计了一种成本较低，能够代替实际光伏电池阵列来执行各种光伏实验的太阳能电池模拟器。介绍了一种基于ARM控制的数字式光伏电池阵列模拟器的设计方法，这种模拟器采用STM32F103作为主控制器，可在光伏电池阵列容量一定时完成对系统数据的采集、分析、处理和实时控制。实验表明，该模拟器可以完整复现光伏电池阵列的I-U特性。王旭，肖辉，陈泉，刘铸通过测试太阳能电池在不同面积、光强下的I－V曲线，分

8、析开路电压、短路电流与太阳能电池填充因子的变化关系，寻找影响太阳能电池转换效率的因素[4]。实验中通过比较理想填充因子和测得的填充因子，发现等效串并联电阻对太阳能电池的填充因子影