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5000W光伏并网变流器的研究毕业设计说明书

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毕业设计说明书5000W光伏并网变流器的研究摘要：总所周知，全球能源正处于一种枯竭的状态，社会的发展急需绿色的可再生能源。

太阳能作为一种理想优质的可再生能源，在全世界都得到了广泛的开发和利用，其中最主要的一个利用途径就是太阳能光伏发电。

本设计对光伏并网发电系统做了详细分析和仿真模型搭建，重点对太阳能电池的输出特性做了研究和分析，并得出课题要求的5000Wk的输出功率；利用扰动观测法实现了最大功率点的跟踪；对变换器的几种不同的拓扑结构进行研究和分析，同时选择适合本设计的Boost变换电路；研究了逆变器的两种主要控制算法，并选择了SVPWM算法。

根据理论分析的结果，本设计利用 Matlab/Simulink 工具对太阳能光伏并网发电系统的仿真模型进行搭建，根据仿真的结果也证明了相关理论分析的正确性。

关键词：光伏发电，逆变器，并网发电，MPPT，变换器Research of 5000 w photovoltaic (pv) grid inverterAbstract:As well as we know, social development and scientific progress, orldwide energy crisis beginning to show. Solar energy as an ideal renewable energy, has been a wide range of development and utilization of the most important way is the use of solar photovoltaic. With the strong support of Governments, solar photovoltaic power generation technology in the world has been widely studied.In this paper, the core of photovoltaic (pv) grid power generation systems theory are analyzed, This paper mainly studies the maximum power tracking of pv system, inverter of different control algorithms, The corresponding control strategy and research design. Power output characteristics of photovoltaic cells are analyzed in detail in this paper, and studying a disturbance observation algorithm to achieve maximum power tracking.in this paper, the photovoltaic system boost conversion circuit made comparatively detailed introduction, this article also done to the control algorithm of SVPWM inverter circuit theory is introduced in detail and analyzed.According to the result of theoretical analysis, this paper USES the Matlab/Simulink tool to build the simulation model of photovoltaic (pv) grid power generation system, the simulation results prove the validity of the theoretical analysis.Keywords: Photovoltaic power generation, grid-connected PV system,,MPPT,,inverter, changer目录1绪论 (1)1.1太阳能的特点和分布 (1)1.1.1太阳能的特点 (1)1.1.2太阳能的分布 (1)1.2太阳能能源可利用的形势 (1)1.3我国光伏发电市场 (1)1.4我国光伏发电前景展望 (2)1.5光伏并网发电系统的优缺点比较 (2)1.6太阳能光伏发电系统 (3)1.6.1光伏发电系统组成 (3)1.6.2光伏发电系统的分类 (3)2总体方案设计 (4)2.1 DC/DC变换器选择 (4)2.2最大功率跟踪方法选择 (6)2.3 DC/AC逆变器控制方法选择 (7)3光伏电池的模型及仿真 (9)3.1光伏电池的模型 (9)3.2光伏电池的仿真 (10)4最大功率点跟踪的算法及仿真 (14)5 DC/DC变换器的模型及仿真 (17)5.1 DC/DC变换器的模型 (17)5.2 DC/DC变换器的仿真 (19)6 DC/AC并网逆变器的算法及仿真 (21)6.1 DC/AC逆变器的模型 (22)6.1.1电压型逆变电路 (23)6.1.2电流型逆变电路 (24)6.2 SVPWM的原理及仿真 (25)6.2.1 SVPWM的基本原理 (25)6.2.2 SVPWM的控制算法 (28)6.2.3 SVPWM的物理含义 (29)6.2.4 SVPWM的仿真 (29)7结论 (34)8全文总结 (36)9致谢 (37)10参考文献 (38)附录 (38)1绪论人类的社会发展离不开能源，人类社会的能源危机开始逐步呈现。

目前，人类主要利用的能源是化石能源，即使已在大规模生产和广泛利用的煤炭、石油、天然气等原始能源。

但是，从现在已经了解和知道的能源存储量来看，这些能源仅仅可供全球使用大概一百多年的时间。

化石能源过度消耗，已经对我们的生态环境造成了很大的破坏。

因所以，绿色的、可再生的新能源的开发与发展，将对人类的社会发展提供坚挺的支持和支撑。

1.1太阳能的特点和分布1.1.1太阳能的特点太阳能的存储量巨大、绿色干净、廉价；但是于此同时太阳能也有一些它的不足之处，比如分布不均匀、日照变化不稳定等缺点。

1.1.2太阳能的分布我国具有十分丰富的太阳能源。

据官方有效数据统计，我国的太阳能每年的总辐射量约5*1018KJ，相当于燃烧1.9*1012吨煤，比年能源总的耗量高了好几个个数量级别。

如果按照到达地面的太阳能平均功率为1000W/M2来进行计算的话，我国的太阳能的辐射功率可以达到9.6*1012KW，比我国目前的电力装机的总容量大约高了5*104倍。

因此，研究及其发展太阳能光伏发电对于我国今后能源和电力的发展都具备很重要的意义。

1.2太阳能能源可利用的形势太阳能的主要利用方式包含了太阳能热能利用、太阳能光化学利用和光生物利用太阳能光伏发电等形式。

[1]光的化学利用是一种利用太阳辐射的能量来直接分解水制造氢的光化学转换方式。

随着光电化学和各种半导体电极试验的发展，使得太阳能制氢成为氢能制造产业的最佳选择。

现阶段，当今社会所开发和利用太阳能的最主要途径是太阳能光伏发电，它的基本原理是利用光生伏打效应，是将太阳光辐射能转变成电能的一种绿色的无污染的发电方式。

[3]太阳能光伏发电能够直接将光能转变为电能，因此它具有无噪声，无污染，就地开发，不受地域限制，而且太阳能光伏发电系统的建设周期也是很短的，这也是它的优势之一，规模的大小的设计自由度是很大的，也可以就地使用，容易储存。

光伏发电的这些优点都是常规发电方式和其它发电方式不能与之抗衡的，而且使用太阳能光伏发电还具有一个很大的优势，那就是它能够不为核电站可能会发生的核泄露事故而担心和忧愁以及这方面的资金投入。

1.3我国光伏发电市场21世纪以来，我国的太阳能光伏发电市场在国家以及政府的推动下有了比较快的发展，“九五”至“十一五”的期间，我国开展了很多的城市并网光伏发电以及大型的并网荒漠电站的工程示范。

同时，我国的“可再生能源法”也在2006年颁布了，我国政府各部委全部都以一种很积极的态度去推动太阳能光伏发电的应用和推广，启动了多个光伏发电项目。

根据招标网的统计，在2008年我国通过公开招标的光伏发电项目一共有175个，已经完成和安装的光伏发电项目的总功率达到了30MW。

虽然现在我国太阳能的发展项目的容量是很大的，但是其中的98％都是用于出口方面的，国内安装量只占了2％，所以目前我国的光伏发电产业完全依赖国际市场。

因此我国目前急需开拓国内市场。

[4]1.4我国光伏发电前景展望太阳能表面上看对于人类而言几乎是无限的能量，但情况并不是这样的，其实人类可以在地球上可以得到的的太阳能的资源是有一定的额度的。

当我们需要在屋顶上进行太阳能热水器的安装的是时候，与之对应的便再也没有了在这个地方安装太阳能电池的机会。

除了利用建筑物或者荒无人烟的沙漠之外，在其他的地方进行太阳能工程的建设是很不科学也是可能性很小的。

这并不是单纯的经济上的问题，而是在于这样会对生态环境造成一些不可挽回的损害。

简而言之，节约能与昂，降低损耗是社会发展不可忽视的方面。

我们从很多方面都能发现，很多发达国家现在仍然在使用很久以前的陈旧的产品或者仪器设备，经过访查，我们可以知道他们这样做并不是说是对以前的东西进行保护，而是通过这种途径起到节约能源的作用。

当然，这里要有一个总体的经济指标来对能量的消耗进行判断的。

如表1-1 是1980年以来我国国内光伏发电市场的发展。

表1-1 1980年以来我国国内光伏发电市场的发展单位：kW1.5光伏并网发电系统的优缺点比较和独立的太阳能光伏发电系统相比，并网光伏发电系统给我们带来的好处是显而易见的：（1）不需要去考虑负载供电的稳定性和关于供电质量等的问题。

（2）光伏电池始终工作在最大功率点的附近，由最大功率点吸收太阳能所发的所有的电能，最大限度的提高太阳能发电的效率。

（3）太阳能光伏并网系统能够起到调峰的作用。

（4）光伏发电是将电能直接进行输入，这样便可以最大限度的利用光伏电池生生的电能。

从而没有了起到储能作用的蓄电池，降低了蓄电池充电以及放电的能量的消耗，同时也免除了对蓄电池的维护所带来了人力和经济的使用，以及由蓄电池带来的间接污染，最大限度的降低了系统的成本。

在太阳能发电的好处面前，我们也不能忽略它存在的一些问题，太阳能光伏发电系统也存在以下三大问题：（1）光伏发电阵列发电效率较低；（2）发电运行受环境因素的影响很大；（3）光伏发电系统的造价成本比较高。

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该手册根据客户反馈的信息定期更新，最新版本请登陆我们的官方网站下载查看。

广州三晶电气股份有限公司数字化建筑能源管理服务商目录前言................................................ - 1 - 第一章安全注意事项 ................................ - 4 -1.1适用范围 (4)1.2安全提示 (4)1.3使用对象 (4)第二章标识说明 .................................... - 5 -2.1符号说明 (5)2.2标示说明 (6)第三章产品介绍 .................................... - 7 -3.1产品适用范围 (7)3.2产品型号说明 (8)3.3产品外观及尺寸 (8)3.4产品参数 (10)第四章安装说明 ................................... - 18 -4.1安全提示 (18)4.2安装前检查 (18)4.3确定安装方式及位置 (19)4.4安装步骤 (20)第五章电气连接 ................................... - 25 -5.1带电操作安全说明 (25)5.2电气接口说明 (26)5.3交流侧电气连接 (29)5.4直流侧电气连接 (32)5.5通讯连接 (35)第六章调试说明 ................................... - 37 -6.1人机界面介绍 (37)6.2监控操作 (38)第七章故障代码及常见故障排除...................... - 45 - 第八章回收处理 ................................... - 48 - 第九章联系方式 ................................... - 49 - 保修说明........................................ - 50 - 质保卡........................................... - 52 -第一章安全注意事项1.1 适用范围本用户手册介绍光伏并网逆变器安装、维护和故障检修的使用说明和详细步骤，适用于以下型号：R5-0.7K-S1; R5-1K-S1; R5-1.5K-S1; R5-2K-S1; R5-2.5K-S1; R5-3K-S1; R5-3K-S2；R5-4K-S2；R5-5K-S2；R5-6K-S2；R5-7K-S2；R5-8K-S2请保管好本用户手册，以便在紧急情况下使用。

5kW光伏离网发电系统方案设计

5kW光伏离网发电系统方案设计

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。

并网发电模拟装置设计毕业设计说明书 精品推荐

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编号：毕业设计说明书题目：并网发电模拟装置设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：李永贵学号： 0600120316指导教师：郭福力职称：工程师题目类型：工程设计软件开发2010年5月25日摘要随着石化资源是日益枯竭和环境的持续恶化，人们把目光投向了可再生绿色能源。

相对于风能、潮汐能、生物能、地热能等可再生绿色能源光伏发电具有独特的优势。

其可以作为独立电源供电，也可以并网发电，具有很高的灵活性。

从光伏产业背景调查可知，我国是世界最大的光伏电池生产国已占全球总产量的三分之一。

而我国2009年的太阳能电池的安装量只有160MWp，仅占全国当年产量的4%，仅占全球当年安装量的 2.4%。

截止到2009年底，我国光伏发电累计装机容量也只有300MW。

说明我国光伏发电还处于初始阶段，光伏并网发电技术研究开发极具意义和经济价值。

本文同时也介绍了光伏并网发电的发展现状、关键技术和研究热点。

讨论研究了功率变换电路的拓扑形式，并且根据实际情况，本文选择了带变压器的采用单级隔离式结构。

对于控制技术的研究是本文的重点。

通过对相位跟踪方法的研究，最终采用软件锁相环技术来进行并网相位跟踪控制；采用等面积算法实现SPWM控制；分析了多种最大功率点跟踪（MPPT）方法，着重分析了扰动观察法的算法；同时,并应用数字采样实现逆变器欠压、过流保护。

最后，根据以上的研究工作，设计制作了基于AVR 单片机控制的光伏发并网电样机以验证上述理论的正确性，为进一步研究打下基础。

关键字：SPWM控制；逆变电路；MPPT控制；锁相环；光伏发电AbstractWith the increasing depletion of fossil resources and the environment continued to deteriorate, it sights on renewable green energy. Compared with tidal energy, biomass, geothermal and other renewable energy photovoltaic Green has unique advantages. It can be used as an independent power supply and power generation can have high flexibility.Background checks from the PV industry ,it can see that, China is the world's largest producer of photovoltaic cells accounted for one third of global production, while China to install solar cells is only 160MWp, only 4% of the national output of the year, only the world's current installed capacity of 2.4% in 2009. As of the end of 2009, China's total installed capacity of photovoltaic power generation is only 300MW. Shows that China is still in the initial stages of photovoltaic power generation, photovoltaic power generation technology research and development of great significance and economic value.This peper is reviewed the development history of grid conneted photovoltaic power generation,the key technologies and the researchful focuses of grid connected photovoltaic generator.Then the topologiesof grid-connected inverter are studied,and the topology of single-stage withtransformer is chosen,based on the factual circs.The key point of this paper is the research on the control technology.Based on the study of the phase tracking method,the Soft-PLL technology is carry on thegrid-connect control;and the inverter SPWM control is based on equal-area algorithm;several methods of MPPT(Maximum Power Point Tracking) is analyzed,the desirably observe method is researched and adopted to solve MPPT; It's very important part that the techniques of maximum power point tracking andislanding protecting,but also the technique for inverter to connected with grid are discussed at emphasis.The undervoltage and over-current protectiont of inerter is based on the application of digital sampling.Finally,a sample grid-connected photovoltaic generator is designed,which is controlled by Atmage16.The experimental result proves the feasibility andreliability of the system,and lay the foundation for further study.Keywords: SPWM control; inverter circuit; MPPT control; PLL; PV目录引言 (1)1绪论 (2)1.1课题的背景及意义 (2)1.2光伏发电并网技术 (3)1.2.1光伏电池的模型 (3)1.2.2光伏发电并网功率变换技术 (3)1.2.3光伏发电并网控制技术 (5)1.3本文的主要任务 (6)2方案设计 (7)2.1本次设计的具体要求 (7)2.2方案的提出 (7)2.3方案控制策略 (9)3硬件设计 (10)3.1主控芯片介绍 (10)3.2逆变主电路的设计 (14)3.2.1电压型逆变电路 (14)3.2.2电流型逆变电路 (15)3.2.3主逆变电路设计分析 (17)3.3SPWM发生电路 (18)3.3.1 SPWM调制方式 (18)3.3.2关于SPWM的开关频率 (20)3.3.3 SPWM发生电路 (20)3.4SPWM驱动电路 (20)3.5过零检测电路 (22)3.6AD采样电路 (23)4软件设计 (25)4.1主程序 (25)4.2锁相环控制算法的实现 (26)4.2.1锁相环控制原理 (26)4.2.2锁相环的实现 (28)4.3MPPT控制实现 (29)4.3.1 MPPT跟踪方法 (29)4.3.2扰动观察算法法的实现 (33)4.4SPWM的算法实现 (34)4.4.1 SPWM算法 (34)4.4.2 SPWM等面积法算法的实现 (36)4.5AD采样及过流、过压保护 (37)5系统制作及调试 (39)5.1硬件调试 (39)5.2软件调试 (39)6结论 (41)谢辞 (42)参考文献： (43)附录 (44)附录A (44)附录B (45)附录C (46)引言低压直流并网发电技术是针对光伏并网发电而进行研究的的技术。

5KW并网发电系统方案

5KW并网发电系统方案

4.6KW小型家用、商用型并网光伏 系统方案简介
1
一、光伏發電系統設計
系統設計參數
光伏陣列峰值功率（W） 4600 光伏陣列占地面積（m2） 並聯路數*串聯組件數 逆變器數量 36 (24PCS 195W單晶)
40 （20PCS 220W多晶）
2*12（或2*10） 1
最大輸出交流功率（W） 4600 逆變器轉換效率 歐洲轉換效率 最佳傾斜角度（°） 97.5% 97% 按地點定（詳見以下表格）
9
3.支架
太阳能支架材質一般分为角铁烤漆、镀锌槽钢及全铝三种，支架需具有防生銹、 抗颱風、抗雪災等功效。據安裝地點來定，支架可分為：地面式、屋面式、牆面式、 便攜式。具体安装方式可據當地緯度來調節傾斜角度。 角铁型支架属于低档型。一般用于简易型光伏发电系统。因做过粗糙（电焊）， 此类支架成本低，但牢固性、抗台风及抗雪灾性均不强。
七、系統的維護
為保證系統发电量，用戶需定期清潔組件表面灰塵、樹葉等雜物，以保證 最佳發電效果。若系统运行出现故障，必须由专业人员进行维修，保证安全。
八、25年發電量測算及节能减排一览表
發電量計算：組件每5年衰減5%，線損0.5%，逆變器0.5%，灰塵、樹葉等遮擋損耗5% 按峰值日照4小時，每年陰雨天20天，則5年發電量為：4.6*4*（1-5%）*（365-20）*5=30153度
將24PCS 36V/195W單晶 硅組件（或20PCS 30V/230W 多晶組件）分12PCS（或10PCS） 串聯組成一個電池方陣，共兩個 方陣，後接入4.6KW雙路MPPT 非隔離並網型逆變器，逆變器 AC輸出經交流防雷配電櫃、電 錶后並網公共電網,雙向計量電 錶計量買電、賣電情況。同時， 逆變器通訊接口連接監控系統， 實時監控系統運行情況。