直流微电网光伏模拟器开题报告

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1、直流微电网光伏模拟器研究一、课题来源目前世界范围内的国家都已煤、石油、天然气等化石能源为主。但这些化石能源都是不可再生且及其有限的能源。据联合国能源署的报告称，以目前地球上各国开采化石能源的速度和地球化石能源的存储量来计算，煤炭资源可供开采30年，石油资源可供开采30年，天然气资源可供开采50年。可以说未来五十年，人类将把地球上几亿年储存的化石能源消耗殆尽。而且开采能源也会引发一系列的环境问题。可以说人类面临的不仅仅是能源的匮乏，还有生存环境的挑战。在这种环境下开发新的清洁能源是迫在眉睫。目前来说，最为清洁可靠的可再生能源当属太阳能。太阳能获取简单方便，

2、人类取之不尽。据相关计算，太阳每一秒钟发出的能量相当于地球上1.3亿亿吨煤燃烧产生的热量，而其中照射到地球表面的约为全球发电力总和的20万倍。更为关键的是太阳能发电没有废物排放，清洁绿色，利于人类生态环境的保护，而其发电形式多种多样，不会受到空间地域的影响。从上个世纪开始，各国已经开始了对太阳能的研究利用。上世纪90年代许多国家开始实行光伏屋顶计划，开始了对太阳能的开发利用。但是总体来讲对太阳能的利用还远远不够，因而研究出高效的太阳能发电系统是十分有必要的。对于太阳能的开发利用主要需要解决其转换效率的问题。由于地区天气变化，太阳能光伏阵列所处的环境光强温

3、度是不断变化的。在不同的环境下，光伏阵列的工作效率也不同。研究在各种环境下太阳能光伏阵列的工作状况是提高太阳能光伏阵列转化太阳能效率的关键。但是由于光伏阵列占地面积大、研究周期长、耗费资金巨大等问题，给光伏发电的发展造成了很大的影响。为了解决太阳能光伏发电研究成本高、效率低的问题，加快新能源的开发研究与开发，早日解决全球能源匮乏和环境污染等问题，设计出一种直流微电网光伏模拟器来满足生产、教学、科研的需要，因而提出本课题。二.研究的目的和意义1、本课题的研究目的太阳能的大规模应用将会是21时间的一个重要标志，日益恶化的环境6使人们认识到对于新能源的开发利用

4、的重要性。目前，传统的石化能源与经济、环境的矛盾越来越突出。能源是经济与社会发展的基本动力，但由于常规能源有限性和分布不均衡，造成世界上大部分国家的能源供应不足。为了解决能源需要和社会矛盾环境问题，研究直流微电网光伏发电就变得十分重要。本课题研究直流微点网光伏模拟器，可以方便解决太阳能可以困难等问题，而且在光伏发电领域加入对直流微电网的应用更加能将节能环保做到更好。直流微电网与光伏发电都是未来全球能源发展的主流，开发这两方面的技术可以对经济发展起到较为积极的作用。在本课题中，将太阳能发电作为直流微电网中的一种微源。直流微电网是通过一条公共直流母线将所有的

5、微电源链接起来，这样燃料电池、光伏发电、微型汽轮机、风力发电等微电源通过一个集中的DC/AC换流装置与大电网相连，这部分结构与交流微电网较为不同。通过光伏模拟器加快对太阳能光伏发电的快发，通过直流微电网更加有效的对光伏发电产生的电能进行使用，将新能源的开发利用与节能环保结合起来共同发展。2、本课题的研究意义由于直流微电网是通过一条公共直流母线将所有的微电源链接起来，故而相比于交流微电网，直流微电网具有以下几点优势：（1）直流微电网系统成本和损耗将大幅度减少。在直流微电网中，直流母线与各种微型电源的连接形式更为方便、简单。不需如同交流电网那样考虑电源的输出

6、电压的频率、相位等。直流微电网只需经过一次DC/DC或者AC/DC变流转换，而且直流母线与大电网之间的连接也只需经过一次DC/AC逆变装置，可以说直流微电网将使供电系统更加简单可靠。（2）直流微电网中各微电源更容易实现协调控制。控制直流微电网只需控制直流母线电压，对潮流的控制更大程度上也与电流控制有关。（3）与交流微电网相比，直流微电网中的换流装置要少了不少，这就大大降低了系统成本和能量损耗。（4）在先进的配电系统中，如果能应用直流微电网，可以把太阳能光伏发电所产生的直流电直接提供给家庭或者企业的电子设施，能够更加有效的利用太阳能。研究直流微电网光伏模拟

7、器，将对光伏发电的发展起到积极的推动作用，也是现今人类解决能源问题、环境问题的一种解决思路。6三、国内外研究现状和发展趋势近几年，国际上光伏发电发展速度很快，美国、以及日本制定了庞大的光伏发电发展计划。直流微电网光伏发电系统也受到广泛关注。1997年美国提出“百万屋顶计划”，美国连续三年光伏产业均高于30%。1974年比本执行“阳光计划”，投资5亿美元，一跃成为世界太阳电池的生产大国。1997年又宣布7万光伏屋顶计划，到2010年将安装7600MW太阳电池。我国的光伏发电系统也发展迅速。从20世纪80年代，我国太阳能光伏技术迅速发展，以每年30%-40%

8、的速度持续高速度增长。特别是2002年近800个无电乡政府用电问题被解决。一直到