5kW光伏离网发电系统解决资料

摘要常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体，不但污染环境，而且无法长久稳定地提供能源，而核能源虽然属于新型能源，但是可使用量有限，其在消耗的过程中会产生放射性废料。

与现有的其他能源相比，太阳能可谓优势突出，来源充足、方便易得，光伏发电系统就是通过各种设备直接将其转换为电能的系统，因此开展针对光伏发电系统的研究对于合理高效利用资源、推动新型能源的开发、促进光伏发电系统的发展具有重要意义。

本文以研究离网型光伏发电系统为目标，以相关基本理论为基石，通过模块化设计，利用仿真工具进行模拟，实现了对该系统的深入研究。

以光伏电池、蓄电池、变换器、控制器等硬件模块和最大功率点跟踪原理及算法等理论作为研究基础，对系统的设计主要包括对太阳能电池板的配置和计算、蓄电池组的配置和计算、DC-DC变换器的设计、DC-AC逆变器的设计和控制器的设计等。

以负荷要求为根据，进行有关参量的计算，选取合适的先进硬件材料，确定光伏电池和蓄电池的串并联数目；考虑输入与输出的数量关系，考虑实际负荷要求，考虑各种因素的影响，选取合适的变换器；由于智能控制器能够完成对系统的自动控制，保证系统正常且高效运行，因此非常适合作为系统的控制环节。

借助MATLAB 的仿真功能，依据已知的对各个模块的工作原理、基本结构的分析与研究，实现了对5kW离网型光伏发电系统中多个模块的模拟仿真，仿真结果与理论结果相一致。

关键词：离网型光伏发电系统系统模块设计系统模拟仿真AbstractConventional energy would release a large number of harmful gas in the process of consumption, and it cannot be stable for a long time to provide energy. Nuclear fuel belongs to new energy source but non-renewable energy, and it would eject radioactive waste at work and damage to the environment, so solar energy resource has obvious advantages by comparison. Solar photovoltaic power generation system is able to convert solar energy into DC or AC power through a variety of equipment, thus, study of solar photovoltaic power generation system is of great significance to use resources efficiently and promote the development of photovoltaic power generation systems.Study of off-grid photovoltaic power generation system as the goal, through the design of off-grid photovoltaic power generation system modules, using simulation tools for simulation, the household 5 kw off-grid photovoltaic power generation system research is implemented in this paper. Hardware such as photovoltaic cells, battery, converter and maximum power point tracking principle and algorithm theory as a foundation for research, the household type 5 kw off-grid photovoltaic power generation system is designed, mainly including configuration and calculation for the solar panels, battery configuration and calculation, the design of DC-DC converter, DC-AC inverter and the design of controller. Based on load requirements, relevant parameters are calculated, suitable materials are selected and the number of series-parallel solar cells and battery is determined. Considering the relationship between input and output, actual load demand and the influence of various factors, appropriate converters are selected. Intelligent controller can realize the automatic control of the system and ensure the normal and efficient operation system, which is very suitable as the control link of the system. Using powerful simulation function of MATLAB/Simulink, on the basis of understanding of working principle and analysis and design for basic structure for each module, the simulation of photovoltaic cells, DC- DC converter and DC-AC inverter is realized and the simulation results are consistent with the theoretical results.Keywords:off-grid photovoltaic power generation system system module design system simulation目录摘要 (1)Abstract (2)图表目录 (6)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2 研究现状 (3)1.2.1 我国太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 (3)1.2.2 国外太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 (6)1.3 本文研究内容 (8)1.3.1 课题研究内容和目标 (8)1.3.2 拟解决的关键性问题 (13)1.3.3 课题的创新性 (14)第2章太阳能光伏发电系统 (15)2.1光伏发电系统的组成 (15)2.1.1 光伏阵列 (15)2.1.2 逆变器 (15)2.1.3 蓄电池 (16)2.1.4 控制器 (16)2.2 光伏发电系统的分类 (18)2.3光伏电池 (20)2.3.1 光伏电池的分类 (20)2.3.2 太阳能电池的工作原理 (21)2.3.3 太阳能电池物理模型及基本特性 (21)2.4本章小结 (24)第3章最大功率点跟踪原理及算法 (25)3.1 最大功率点跟踪的意义 (25)3.2 最大功率点跟踪的原理 (25)3.3 最大功率点跟踪的方法 (28)3.3.1 恒定电压法 (28)3.3.2 干扰观测法 (29)3.3.3 三点重心比较法 (30)3.3.4 电导增量法 (32)3.4本章小结 (33)第4章家用5kW离网型光伏发电系统设计 (34)4.1太阳能电池板的配置与计算 (34)4.2 蓄电池组的配置与计算 (36)4.3 DC-DC变换器的设计 (38)4.4 DC-AC逆变器的设计 (40)4.4.1 逆变器的原理 (40)4.4.2 DC-AC逆变电路 (41)4.5 控制器的设计 (44)4.6 本章小结 (45)第5章家用5kW离网型光伏发电系统建模和模块仿真 (46)5.1仿真软件平台 (46)5.2光伏电池的仿真 (46)5.3DC-DC变换器软件仿真 (50)5.4DC-AC单相逆变器软件仿真 (54)5.5本章小结 (57)第6章结论与展望 (58)6.1结论 (58)6.2展望 (58)参考文献 (60)致谢 (63)图表目录图1-1 世界和我国常规能源耗尽年份图图1-2 世界和我国光伏电池的生产量图图1-3 全世界不同种类光伏电池的生产量图图1-4 家用4kW离网型光伏发电系统结构示意图图1-5 逆变电路基本电路构成图图1-6 多路光伏系统控制器的电路原理图图2-1 光伏发电系统示意图图2-2 直流负载直结型系统图图2-3 直流负载蓄电池使用型系统图图2-4 交流负载蓄电池使用型系统图图2-5 直、交流负载蓄电池使用型系统图图2-6 不考虑串并联电阻的PN同质结光伏电池等效电路图图2-7 考虑串并联电阻的PN同质结光伏电池等效电路图图2-8 光伏电池输出特性曲线图图2-9 太阳能电池光电转换过程中存在的各种类型的损耗图图3-1 光伏电池伏安特性曲线示意图-温度一定，光照强度变化图图3-2 光伏电池伏安特性曲线示意图-光照强度一定，温度变化图图3-3 光伏电池输出功率与端电压特性曲线-温度一定，光照强度变化图图3-4 光伏电池输出功率与端电压特性曲线-光照强度一定，温度变化图图3-5 光伏电池在不同光照强度下的特性曲线图图3-6 恒定电压法控制流程图图3-7 干扰观测法控制流程图图3-8 三点重心比较法可能情况汇总图图3-9 三点重心比较法流程图图3-10 电导增量法流程图图4-1 Buck-Boost变换电路原理图图4-2 开关管导通时Buck-Boost电路的等效电路图图4-3 开关管关断时Buck-Boost电路的等效电路图图4-4 Buck-Boost电路电感两端的电压及流过电感的电流波形图图4-5 单相桥式逆变电路图图4-6 工作电压波形图图4-7 单极性SPWM逆变电路的主电路原理图图4-8 SPWM调制电路原理图图4-9 SPWM调制波形图图4-10 单路旁路型过充放电控制器控制原理图图5-1 光伏电池模块仿真模型图图5-2 光伏电池模块的子系统图图5-3 光伏阵列输出电流曲线图图5-4 光伏阵列输出电压曲线图图5-5 光伏阵列输出功率曲线图图5-6 光伏阵列输出特性曲线图图5-7 光伏阵列伏安特性曲线图图5-8 DC-DC变换器模块仿真模型图图5-9 IGBT模块集电极电流和集射极电压波形图图5-10 二极管电流、电压波形图图5-11 系统变量波形图-占空比0.5图图5-12 系统变量波形图-占空比0.2图图5-13 系统变量波形图-占空比0.7图图5-14 DC-AC单相逆变器模块仿真模型图图5-15 逆变桥模块的输入电流波形图图5-16 逆变桥模块输入电流经过二阶模型高通滤波后的波形图图5-17 负载两端电压波形图图5-18 电压源两端电压波形图图5-19 负载与电源加和波形图表1-1 未来世界能源需求与再生能源可开发量表表1-2 最优光伏组件的成本分析表表1-3 全球光伏组件价格变化表表1-4 光伏电池发展阶段表表1-5 国家发改委通知规定的全国光伏电站标杆上网电价表表1-6 我国实现光伏电池组件成本和光伏发电电价降低的路线表表1-7 2006-2012年我国各年光伏发电系统累计装机容量及当年新增装机容量表表1-8 2000-2012年全球光伏发电系统累计装机容量及当年新增装机容量表表1-9 全球光伏发电系统累计装机容量前六名表表2-1 离网型光伏发电系统对逆变器的基本要求表表2-2 离网型光伏发电系统对逆蓄电池的基本要求表表2-3 离网型光伏发电系统对逆蓄电池的基本要求表表2-4 现阶段光伏发电系统控制器分类表表2-5 光伏电池分类表表4-1 蓄电池常用字母含义表第1章绪论1.1 课题的研究背景及意义常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体，不但污染环境，而且无法长久稳定地提供能源，而核能源虽然属于新型能源，但是可使用量有限，其在消耗的过程中会产生放射性废料。

5kWp 光伏离网发电系统设计方案二零一六年元月目录一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 (3)1.1太阳能离网发电系统简介 (3)1.2建设位置参数 (3)1.3项目用户负载参数 (4)二、相关规范和标准 (5)三、系统组成与原理 (6)3.1光伏太阳能离网发电系统组成 (6)3.2光伏太阳能离网发电系统主要组成 (7)3.3离网系统原理示意图 (7)四、离网发电系统方案设计过程 (8)4.1方案简介 (8)4.2使用具体要求信息 (8)4.3蓄电池设计选型 (9)4.4 组件设计选型 (14)4.5离网逆变器设计选型 (18)4.6控制器设计选型 (19)4.7交直流断路器 (20)4.8电缆设计选型 (22)4.9方阵支架 (22)4.10配电室设计 (23)4.11接地及防雷 (23)4.12数据采集检测系统 (24)五、设备配置清单及详细参数 (25)六、系统建设及施工 (25)6.1施工顺序 (25)6.2施工准备 (26)6.3工程施工 (27)七、系统安装及调试 (27)7.1太阳电池组件安装和检验 (27)7.2总体控制部分安装 (29)7.3检查和调试 (29)八、工程预算分析报告 (30)8.1投资估算内容30.8.2工程预算 (30)九、运行及维护注意事项 (32)9.1日常维护 (32)9.2注意事项 (35).一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数1.1太阳能离网发电系统简介独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。

它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。

用这种方式供电便于统一管理和维护。

而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。

5KW离网PV系统配置太阳能电池方阵：发电容量5KW，采用多晶硅太阳能电池组件，转换效率13-14%，选用180W组件9串3并，工作电压325V，使用寿命25年以上。

工程安装面积40m2，倾斜安装。

蓄电池组：铅酸免维护电池220V200AH，由110个2v400ah电池串联组成，可以提供走廊照明灯连续工作3天，使用寿命5-7年。

智能控制器：额定功率5KW，额定工作电流为35A；带蓄电池过充电保护，过放电保护；输入反接保护，短路保护，过载保护，温度补偿，过热保护等。

正弦波逆变器：5KW，输入DC220V±20％,输出AC220V±10％,频率50Hz,波形为纯正弦波。

控制组柜：用于安装控制器和逆变器，以及存放电池，在控制组柜面板上可显示工作电流，电压等常见电路参数，以提高系统的安全性和可视化界面。

一、工程材料工程材料清单序号项目名称规格型号材料单价数量单位金额（元）1 太阳能电池方阵单晶硅5000 瓦2 蓄电池2V400Ah 110 只3 充电控制器220V35A 1 只4 逆变器5KW 1 只5 太阳能电池方阵钢架钢结构5000 瓦6 控制组柜钢结构 1 套7 线材铜芯电缆 1 批8 其他辅助材料 1 批When you are old and grey and full of sleep, And nodding by the fire, take down this book, And slowly read, and dream of the soft look Your eyes had once, and of their shadows deep; How many loved your moments of glad grace, And loved your beauty with love false or true, But one man loved the pilgrim soul in you,And loved the sorrows of your changing face; And bending down beside the glowing bars, Murmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of stars.The furthest distance in the worldIs not between life and deathBut when I stand in front of youYet you don't know thatI love you.The furthest distance in the worldIs not when I stand in front of youYet you can't see my loveBut when undoubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBut when I plainly cannot resist the yearningYet pretending you have never been in my heart.The furthest distance in the worldIs not struggling against the tidesBut using one's indifferent heartTo dig an uncrossable riverFor the one who loves you.倚窗远眺，目光目光尽处必有一座山，那影影绰绰的黛绿色的影，是春天的颜色。

5KW离网光伏发电系统设计方案保定中泰新能源科技有限公司2015 年1月目录前言 (2)1系统概述 (3)1.1系统名称 (3)1.2 气象资源介绍 (3)2 太阳能独立供电系统介绍 (5)2.1 太阳能独立系统工作原理 (5)2.2 主要组成设备介绍 (5)3 方案设计 (6)3.1 设计依据 (6)3.2 设计原则 (7)3.3 系统选型设计 (7)3.4 主要设备的选型说明 (8)4 发电量估算及节能减排效益 (13)5 一站式服务 (15)6 分布式发电的优势 (15)7 组件排布及系统图 (16)附件一：系统配置报价单 (17)前言近年来，受金融危机、美国及欧盟对华光伏制裁等事件影响，中国光伏企业举步维艰，步入寒冬。

但是中国光伏“得到者多助”，受到政府、行业商会、国际商业协会等各界组织的声援和支持，更是在中国各级政府的政策支持下，光伏回暖。

国家对于分布式光伏发电出台的一系列政策，将为光伏业吸引到相当规模的产业投资，令光伏业界掌声一片。

光伏政策一览表1光伏政策一览表21系统概述1.1系统名称5kw离网光伏发电系统1.2 气象资源介绍下图是全球太阳能资源分布图，深色地域有着十分丰富属于一类太阳能辐照区，具有较丰富的阳光资源，较适合大力发展光伏发电产业。

图1全球光照资源分布太阳能发电就环保而言，制定新能源发展规划是必须的，人类赖以生存的环境必然要求我们发展新能源。

太阳能光伏发电是世界上最环保的发电方式之一，目前国内已经开始大量使用太阳能电站发电，为人们的日常生活提供电量。

遗憾的是，由于政府补贴的原因，目前太阳能的主要市场在德国、西班牙、美国等西方发达国家。

人类的发展离不开能源，仅仅节省能源是无法解决问题的，在节流的同时必须开源。

关灯一小时是一种概念上的节能，而安装太阳能电池是长久之计，是真正能够解决人类能源问题的方法。

德国通过多年的太阳能安装，已经达到了关闭国内绝大部分核电站、关闭一部分火电站的作用，最大限度地减少了对地球的污染。

光伏离网系统设计思路常见问题及解决方案集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-光伏离网系统设计思路、常见问题及解决方案在现代日常生活中，通常我们认为用电是理所当然的事情，然而，当今世界上却还有超过20亿人生活在缺电或者无电地区。

以我们国家为例，由于经济发展水平的差异，西部仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题，无法享受现代文明。

光伏离网发电不仅可以解决无电或者少电地区居民基本用电问题，还可以清洁高效地利用当地的可在生能源，有效解决能源和环境之间的矛盾。

从目前来看，并网系统的研究已获得足够的重视，技术成熟，但离网系统还面临诸多困难，制约了光伏离网的应用和发展。

光伏离网是刚性消费需求，客户两极分化，一种是不差钱的“土豪”，最关心是系统的可靠性，主要是私人海岛业主、别墅业主、通信基站、监控系统等，另一种是偏远地区的贫困户，最关心是产品价格。

从项目规模上看，一种是针对单个客户的小项目或者单个项目的小工程，另一种是针对特定人群的大项目，如国家无电地区光伏扶贫项目。

离网系统对不同的客户，要采取不同的设计方案，尽量满足客户的实际需要。

晶福源公司是国内最大的光伏离网逆变器厂家，每年出货的离网逆变器超过5万多套，占全国总量60%以上，笔者从事光伏离网系统售前技术支持和售后安装指导工作，先后设计过1000多套离网系统，现场调试过100多套系统，并参观过100多家离网电站，从中总结出一些经验，仅各位参考。

光伏离网发电系统主要由光伏组件，支架，控制器，逆变器，蓄电池以及配电系统组成。

系统电气方案设计，主要考虑组件，逆变器（控制器），蓄电池的选型和计算。

设计之前，前期工作要做好，需要先了解用户安装地点的气候条件，负载类型和功率；白天和晚上的用电量，当然，用户的预算和经济情况也要了解清楚，光伏离网系统，用电是靠天气，没有100%的可靠性，这一点一定要和客户讲清楚。

知道以上这些情况，就可以开始做设计了。

马尔代夫5kW光伏离网系统设计一、工程概述1、工程名称马尔代夫5kW光伏离网系统设计2、地理位置位于赤道附近，东经73度，北纬4度左右，具有明显的热带气候特征，无四季之分。

年降水量1900毫米，年平均气温28℃。

3、气象资料二、方案设计（一）用户负载信息冰箱的耗能根据冰箱的使用模式和开关冰箱门的频率有关，目前普通冰箱的日耗电大约1度左右，这里选取耗电为度。

（二）系统方案设计根据用户要求，本方案为光伏离网系统本系统是一个离网系统，其原理如下图所示：1、蓄电池组的设计在系统中储能主要靠铅酸蓄电池，蓄电池的容量利用下下面公式计算：其中：C：蓄电池容量[kWh]D：最长无日照间用电时[h]F：蓄电池放电效率的修正系数（通常取）Po：平均负荷容量[kW]L：蓄电池的维修保养率（通常取U：蓄电池的放电深度（通常取Ka：包括逆变器等交流回路的损失率（通常取，如逆变器效率高可取）所以此处的蓄电池的容量应该为：C=×3×（××）=由于系统设计的参考连续阴雨天数为2天，所以蓄电池放点深度选择为。

根据伊朗的电力情况，户用电压为220V，蓄电池电压选择为24V，蓄电池组由12V的蓄电池串并而成，所以每串需要2块蓄电池串起来达到24V。

选用10块单体为12V150Ah的蓄电池，总共5串进行并联，蓄电池总容量为1500Ah，即36KWh。

电池型号选择双登的6-GFM-150。

2、太阳能电池板方阵的设计电池板倾角的计算为了保证系统有足够高的效率，电池板必须按一定的倾角安装。

因此有必要先计算不同倾角对效率的影响，这个影响可以用在太阳能电池板面上的日平均辐照强度来量化，辐照强度越大则电池板的效率越高。

下表是在不同倾角时斜面上的辐照强度的逐月变化对照表：逐月辐照强度随倾角变化规律十一月十二月年平均本系统设计为离网系统，为了保证用户的用电，必须保证用户的基本用电，特别是在12月份和1月份的时候，平均日辐照强度很低，所以应特别注意保证在这两个月的发电量满足用户的用电需求。

光伏离网发电系统主要由光伏组件、支架、控制器、逆变器、蓄电池以及配电系统组成。

那么，光伏离网发电系统的常见问题及注意事项有哪些呢？下面金昆电力就给大家讲解一下。

一、离网系统常见的设计问题光伏离网系统没有统一的规格，要根据用户的需求去设计，主要考虑组件、逆变器、控制器、蓄电池，电缆、开关等设备的选型和计算。

设计之前，前期工作要做好，需要先了解用户的负载类型和功率，安装地点的气候条件，用户的用电量，需求弄清楚后，方可做好方案。

1、组件的电压和蓄电池的电压要匹配，PWM型控制器太阳能组件和蓄电池之间通过一个电子开关相连接，中间没有电感等装置，组件的电压是蓄电池的电压1.2-2.0倍之间，如果是24V的蓄电池，组件输入电压在30-50V之间，MPPT控制器，中间有一个功率开关管和电感等电路，组件的电压是蓄电池的电压1.2-3.5倍之间，如果是24V的蓄电池，组件输入电压在30-90V之间。

2、组件的输出功率和控制器的功率要相近，如一个48V30A的控制器，输出功率为1440VA，组件的功率应该在1500W左右。

选择控制器时，先看蓄电池的电压，再用组件功率除以蓄电池的电压，就是控制器的输出电流。

3、如果一台逆变器功率不够，需要多台逆变器并联，光伏离网系统输出连接负载，每个逆变器输出端电压和电流相位和幅值都不一样，逆变器如果输出端并联，要加上有并机功能的逆变器。

二、离网系统调试时常见问题1、逆变器LCD没有显示a故障分析没有蓄电池直流输入，逆变器LCD电源是由蓄电池供电的。

b可能原因（1）蓄电池电压不够。

蓄电池刚出厂时，一般都会充满电，但蓄电池如果长时间不用，也会慢慢放完（自放电）。

离网系统电压有12V、24V、48V、96V 等多种，有的应用要多个蓄电池串联才到满足系统电压，如果连接电缆没做好，也会造成蓄电池电压不够。

（2）蓄电池端子接反。

蓄电池端子有正负两极，一般是红色接正极，黑色接负极。

（3）直流开关没有合上或开关故障。

光伏发电系统的并网与离网运行光伏发电是一种利用太阳能将光能转化为电能的可再生能源发电方式。

光伏发电系统不仅可以通过并网运行，将电能并入电网供给公共电力系统使用，也可以通过离网运行，独立供电。

一、光伏发电系统的并网运行光伏发电系统的并网运行是指将光伏发电装置所产生的电能与公共电力系统连接，将电能输出到公共电力系统中。

1. 并网逆变器光伏发电系统中的关键设备是并网逆变器，它负责将光伏发电装置的直流电转换为交流电，并将输出的电能与电网同步。

并网逆变器具有高效、可靠的特点，能够实现光伏发电系统的安全并网运行。

2. 电网接入与调度光伏发电系统需要与电网进行连接，接入方式包括单相接入和三相接入。

并网运行时，光伏发电系统会根据电网的需求自动调整电能的输出，实现对电网供电的支持。

3. 发电性能监测与管理光伏发电系统需具备远程监测与管理功能，及时获取光伏发电装置的工作状态和发电性能数据，以确保系统正常运行并提高发电效率。

二、光伏发电系统的离网运行光伏发电系统的离网运行是指将光伏发电装置所产生的电能用于自身独立供电，不与电网连接。

1. 储能装置光伏发电系统的离网运行需要配备适当的储能装置，如蓄电池组。

储能装置用于存储白天光伏发电装置产生的电能，以供夜间或阴雨天等无法正常发电时使用。

2. 控制与管理系统光伏发电系统的离网运行需要通过控制与管理系统对光伏发电装置、储能装置和负载进行智能管理。

控制与管理系统可实现对系统运行状态、储能和供电的监测与调节。

3. 安全保护与维护光伏发电系统的离网运行需要注意安全保护与维护工作。

定期检查光伏发电装置和储能装置的运行状态，合理设置保护装置，确保系统稳定运行和安全供电。

三、光伏发电系统的并网与离网切换光伏发电系统在并网和离网运行之间可以灵活切换，以适应不同的应用需求。

1. 自动切换装置光伏发电系统的并网与离网切换可通过自动切换装置实现。

自动切换装置能够监测电网供电情况和光伏发电装置的工作状态，实现自动切换功能，确保系统安全可靠运行。

光伏发电系统的并网与离网运行模式随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，光伏发电逐渐成为一种重要的清洁能源解决方案。

光伏发电系统可以实现将太阳能转化为电能，并将其注入到电网中供给社会使用，也可以在离网情况下直接供电。

本文将探讨光伏发电系统的并网与离网运行模式。

一、光伏发电系统的并网运行模式光伏发电系统的并网运行模式是指将光伏发电系统与电网相连接，实现太阳能发电与电网供电的互联互通。

在此模式下，光伏发电系统的电能产出将直接注入电网中，供应给用户使用。

并网运行模式可以分为以下几个关键环节：1. 电流注入电网在并网运行模式中，光伏发电系统通过逆变器将直流电转换成交流电，然后将交流电注入到电网中。

逆变器具有电流保护和电压控制的功能，以确保光伏发电系统与电网的稳定连接。

2. 电网管理光伏发电系统并网后，需要与电网相匹配，以确保稳定的供电。

电网管理系统可以监测电网负荷和光伏发电系统的输出功率，实施功率匹配和调整，以保持电网的稳定运行。

3. 回购政策在许多国家和地区，采用光伏发电系统的并网运行模式可以享受政府的回购政策。

根据此政策，电力公司将从光伏发电系统的主人购买多余电能，并将其纳入到电网供应范围内。

这种政策鼓励了更多人参与到光伏发电产业中。

二、光伏发电系统的离网运行模式光伏发电系统的离网运行模式是指将光伏发电系统独立于电网，通过储能设备将太阳能转换成电能，以满足用户的独立供电需求。

在离网运行模式下，光伏发电系统可以直接为用户提供电力，并通过存储设备将多余的电能储存起来，以备不时之需。

具体的运行模式如下：1. 充电与储能在离网运行模式下，光伏发电系统需要将太阳能转化为电能，并将其存储到适当的储能设备中，如电池组或储氢设备等。

这样，当太阳能不足时或在夜晚无法发电时，储能设备可以继续为用户供电。

2. 供电与管理光伏发电系统的离网运行模式可以满足用户的基本电力需求，包括家庭用电、商业用电等。

用户可以通过管理系统监控光伏发电系统的电力输出和储能设备的电量，以便根据需求合理利用电能。

5kWp 光伏离网发电系统设计方案二零一六年元月目录一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 (3)1.1 太阳能离网发电系统简介 (3)1.2 建设位置参数 (4)1.3 项目用户负载参数 (4)二、相关规范和标准 (5)三、系统组成与原理 (7)3.1 光伏太阳能离网发电系统组成 (7)3.2 光伏太阳能离网发电系统主要组成 (8)3.3 离网系统原理示意图 (9)四、离网发电系统方案设计过程 (10)4.1 方案简介 (10)4.2 使用具体要求信息 (11)4.3 蓄电池设计选型 (11)4.4组件设计选型 (17)4.5 离网逆变器设计选型 (22)4.6 控制器设计选型 (24)4.7 交直流断路器 (25)4.8 电缆设计选型 (29)4.9 方阵支架 (30)4.10 配电室设计 (30)4.11 接地及防雷 (30)4.12 数据采集检测系统 (32)五、设备配置清单及详细参数 (33)六、系统建设及施工 (33)6.1 施工顺序 (34)6.2 施工准备 (34)6.3 工程施工 (35)七、系统安装及调试 (36)7.1 太阳电池组件安装和检验 (36)7.2 总体控制部分安装 (38)7.3 检查和调试 (39)八、工程预算分析报告 (39)8.1 投资估算内容 (39)8.2 工程预算 (40)九、运行及维护注意事项 (41)9.1 日常维护 (41)9.2 注意事项 (45)一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数1.1 太阳能离网发电系统简介独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。

它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。

用这种方式供电便于统一管理和维护。

而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。

智能建筑电气文献综述院（系）：新能源学院专业班级：学号：学生姓名：5.1 辅助电源设计 (25)5.2 系统检测与保护电路设计 (28)5.2.1 直流电压电流采样电路 (28)5.2.2 交流电压与频率的采样 (29)5.2.3 温度检测电路 (30)5.2.4 功率驱动模块IGBT (30)5.2.5 逆变器保护电路设计 (33)6系统软件设计 (35)6.1 系统主程序设计流程 (35)6.2 设计 (36)6.3 A/D中断程序的设计流程 (37)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (43)附图 (44)1绪论1.1 本课题的意义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的有限性和分布不均匀性造成世界上大部分国家的能源供应不足不能满足经济可持续发展的需要。

从长远来看全球已探明的石油储量只能用到2020年天然气也只能延续到2040年左右即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二、三百年。

而传统的石化能源所带来的环境问题也令人担忧。

每年有数十万吨二氧化硫和二氧化碳等有害物质排向空间使大气环境遭到严重污染直接影响居民的身体健康和生活质量局部地区形成严重的酸雨区又严重污染水土。

同时由于排放大量温室气体而产生的温室效应已引起全球气候恶化。

发展可再生能源已成为全球课题。

而综观可再生能源种类风能、生物能、太阳能中太阳能的利用前景最好潜力最大。

近30年来太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。

而其中的太阳光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种主要的高新技术产业。

发展光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。

而随着我国光伏发电系统的迅速发展尤其是光伏屋顶计划的实施国内对离网型光伏逆变器的需求将越来越大。

离网型光伏发电系统主要是由光伏电池阵列、控制器、逆变器、储能装置等环节组成其中逆变器则是光伏系统中重要的器件之一其可靠性和转换效率队推行光伏系统、降低系统造价至关重要。

基于DSP技术的5kW离网型光伏逆变器设计太阳能光伏发电是当今世界上最有发展前景的新能源技术，太阳能光伏发电系统按照系统运行方式的不同可分为离网型光伏发电系统、并网型光伏发电系统以及混合型光伏发电系统。

随着我国光伏发电系统的迅速发展，尤其是光伏屋顶计划的实施，国内对离网型光伏逆变器的需求将越来越大。

离网型光伏发电系统主要是由光伏电池阵列、控制器、逆变器、储能装置等环节组成，如图1所示，其中逆变器是光伏系统中重要的器件之一，其可靠性和转换效率对推行光伏系统、降低系统造价至关重要。

目前，国内同类产品主要存在以下不足：a．大多采用单片机控制，实时性差，数据处理及通信能力有限；b．采用变压器，体积大、笨重；c．输出电压精度不高，不能满足社会发展的需要。

本文提出了5kW光伏控制器的设计方案，可以广泛用于离网型光伏发电系统、风光互补发电系统，具有体积小、重量轻、输出电压精度高、波形好、现场总线实现智能监控等特点。

1、5kW离网型光伏逆变器基本结构光伏逆变器的结构如下所示，包含一次回路和二次回路两部分，其中一次回路由输入滤波电路、Boost升压电路、全桥逆变电路和输出滤波电路等组成，二次回路由TMS320Fz812控制器电路、信号检测电路、人机交互电路和通讯电路组成。

下面就5kW离网型光伏逆变器的硬件主电路和控制策略进行设计。

图2光伏控制器结构图2、5kW离网型光伏逆变器硬件设计目前，常用的离网型逆变电路主要有三种拓扑结构：工频隔离单级逆变器、高频隔离两级逆变器和无隔离两级逆变器。

经理论计算和实践验证，使用一种更适合用在光伏发电系统中的电路拓扑结构：无隔离两级逆变，也叫做Boost逆变器，如图3所示。

通过输入滤波电路对光伏太阳能输入的48V直流电进行滤波处理，然后通过Boost升压电路进行升压，采用全桥逆变进行逆变处理，输出SPWM波，最后经过LC低通滤波器进行滤波，输出50Hz频率的正弦波。

2．1 输入滤波电路的设计输入滤波电路是由滤波电容组成，用来减小输入端电压的脉动，假设变换器传输最大功率为Pmax，由输入输出功率相等可得出一个周期内输入滤波电容所提供的能量约为2．2 Boost电路Boost电路如图4所示，其中Q为全控型的功率器件IGBT，Boost电路是一种输出电压等于或高于输入电压的非隔离直流变换电路，当光伏控制器的输入电压在允许范围波动时，通过控制功率开关器件Q的导通比D，使输出电压保持稳定。

5KW家用光伏并离网储能发电系统家用光伏并离网储能发电系统主要由太阳能电池方阵、储能逆变器、蓄电池组成。

光伏并离网储能发电系统可以为家庭里提供日常所需的电量，也可以向电网供电，为居民带来一定的经济收入。

太阳能作为新型清洁能源可以改善生态环境、减少居民日常电费，降低对电网的依赖度。

以下珠海地理环境及日照条件为例，设计了一套5KW家用光伏并离网储能发电系统。

标签：太阳能电池方阵；储能逆变器；储能电池；并离网发电系统前言家庭光伏储能并离网系统是利用太阳能电池组件、蓄电池、储能逆变器、电池管理系统等器件将太阳能转换成电能的系统。

白天在光照条件下，太阳电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求，经过储能逆变器对蓄电池进行充电，将由太阳能转换而来的电能储存起来。

若电池已充满，储能系统将富余的光伏电量经过转换返送电网。

晚上蓄电池组为逆变器供电，逆变器将直流电转换成交流电供家用电器使用。

蓄电池组的充放电情况由电池管理系统进行控制，保证蓄电池的正常使用。

太阳能发电的利用通常有两种方式，一种是将太阳能发电系统所发出的电力输送到电网中供给其他负载使用，而在需要用电的时候则从电网中获取电能，称谓并网发电方式。

另一种是依靠蓄电池来进行能量存储的所谓独立发电方式，它主要用于因架设线路困难市电无法到达的场合，应用十分广泛。

1.项目概况1.1项目背景及意义本项目拟设计一个太阳能光伏并网发电系统，为居民家里提供生产生活用电，并将多余的电输送到国家电网。

1.2光伏发电系统的要求本系统是一个家用光伏并网系统，拟建立一个5kWp的小型发电装置，平均每天发电27kWh，可供一个5kW的负载工作48小时。

2. 并网光伏系统的原理并网光伏系统就是将太阳能电池方阵产生的直流电，经过储能逆变器转换成交流电供给负载。

同时系统接入电网，当电量有剩余时，向电网送电；当日照影响太阳能光伏系统供电不能满足负载需求时，可以通过电网系统或电池逆变方式得到电能。

北京怀柔区5kW离网项目初步设计及报价1 项目简介（1）工程选址：北京市怀柔区（2）太阳能资源：峰值日照小时数：4.2h/day年有效利用小时数：1214h（3）建设规模：5kW/32.4kWh离网太阳能光伏发电2离网系统设计（一）负荷分析此案例空调负载功率4kW，假设每天运行时间为12个小时，总耗电量48kWh。

电磁炉等负载2kW，每天运行时间假设2小时，则耗电量为4kWh。

此方案总负荷量为52kWh，如果冬夏两季空调需求量大，用电量还会大于52kWh。

（二）光伏组件及蓄电池容量估算按每天用电量52kWh计算，太阳能电池组件用量至少17.5kW，蓄电池容量75kWh，逆变器采用单相10kW离网型逆变器；由于屋顶面积有限，初步估算屋顶能安装5kW光伏组件，每天最大发电量22kWh，因此此屋顶光伏系统不能满足负载需求，如客户在屋顶安装5kW离网光伏系统，此系统可按以下配置：光伏组件：多晶硅255Wp 组件，20块，连接方式采用10块串联，2串并联（组件累计容量 5.1kWp）；蓄电池：铅酸蓄电池，12V，150AH，共18 块，连接方式为18块串联（蓄电池累计容量32.4kWh，放电深度70%），32.4kWh蓄电池可完全储存光伏组件发电量。

逆变器：逆变器采用10kV A逆变器，有功功率8kW，交流输出单相220V。

特殊说明：因屋顶面积有限，只能建设5kW光伏组件，此5kW系统蓄电池充满情况下可满足4kW空调当天运行4-5个小时。

3 系统配置清单及报价系统成本估算包含电源设备、蓄电池、光伏组件、支架、电缆以及附件等。

离网光伏系统主要设备配置表报价说明：由于现场为查勘，此报价施工及工程材料部分为估算，待现场查勘后再调整。

北京科诺伟业光电科技有限公司2018年3月6日。

离网光伏发电系统方案随着能源危机的日益加剧，人们对可再生能源的需求也愈发迫切。

光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛关注。

离网光伏发电系统作为光伏发电系统的一种，具有独立发电、不受电网限制、环保节能等优点，逐渐成为人们关注的焦点。

本文将就离网光伏发电系统的方案进行详细探讨。

首先，离网光伏发电系统的核心组成部分包括光伏组件、逆变器、电池组、控制器等。

光伏组件负责将太阳能转化为直流电能，逆变器则将直流电能转化为交流电能，电池组用于存储电能，控制器则起到调节和保护作用。

这些部件的选择和配置将直接影响系统的发电效率和稳定性。

其次，离网光伏发电系统的方案设计需要充分考虑当地的光照条件和用电需求。

合理选择光伏组件的类型和数量，确定逆变器的额定容量，设计电池组的储能容量，是确保系统正常运行的关键。

同时，还需要考虑系统的安装位置、倾斜角度、阴影遮挡等因素，以最大程度地提高系统的发电效率。

再者，离网光伏发电系统的方案设计还需要考虑系统的可靠性和安全性。

在选用光伏组件和电池组时，需要考虑其品牌和质量，以确保系统的长期稳定运行。

同时，还需要对系统进行过载、短路、过压、欠压等情况的保护设计，以防止发生安全事故。

最后，离网光伏发电系统的方案设计还需要考虑系统的维护和管理。

定期对光伏组件进行清洗、检查和维护，对电池组进行充放电管理，对逆变器和控制器进行检测和维护，是确保系统长期稳定运行的重要措施。

同时，还需要建立健全的监控系统，及时发现和处理系统运行中的问题。

总之，离网光伏发电系统的方案设计需要综合考虑多种因素，以确保系统的高效、稳定、安全运行。

只有在充分考虑当地条件和用电需求的基础上，选择合适的组件和配置方案，加强系统的维护和管理，才能真正实现离网光伏发电系统的可持续发展和利用。