單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)仿真研究碩士學(xué)位研究生開(kāi)題報(bào)告

PAGE學(xué)號(hào)：揚(yáng)州大學(xué)攻讀碩士學(xué)位研究生開(kāi)題報(bào)告研究生姓名入學(xué)年月學(xué)科專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)教師報(bào)告日期揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院

填表須知1、論文開(kāi)題報(bào)告由研究生本人向指導(dǎo)教師報(bào)告并聽(tīng)取有關(guān)教師意見(jiàn)后，填寫(xiě)此表；2、論文工作實(shí)施計(jì)劃須在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下填寫(xiě)；3、博士生應(yīng)在入學(xué)后第二學(xué)期結(jié)束前（或第三學(xué)期初）完成、碩士生應(yīng)在第三學(xué)期結(jié)束前（或第四學(xué)期初）完成此開(kāi)題報(bào)告。學(xué)院收到此開(kāi)題報(bào)告至少半年后才予受理答辯申請(qǐng)，因遲交開(kāi)題報(bào)告影響答辯而超過(guò)學(xué)制規(guī)定年限，由研究生本人負(fù)責(zé)；4、本表一式三份，一份交系，一份由教研（研究）室保存，一份交學(xué)院備案。

一、學(xué)位論文開(kāi)題報(bào)告論文題目單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)仿真研究研究方向電廠及供電系統(tǒng)自動(dòng)化題目來(lái)源備注√題目類(lèi)型理論研究應(yīng)用研究工程技術(shù)跨學(xué)科研究其他√論文開(kāi)題前在校圖書(shū)館上網(wǎng)檢索情況（碩士生不作要求）圖書(shū)館有關(guān)部門(mén)簽字蓋章開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容一、課題來(lái)源本課題由本人自選。二、研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1、光伏發(fā)電在國(guó)外的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)由于受到資源缺乏、環(huán)境污染的影響，全球多個(gè)國(guó)家將目光轉(zhuǎn)向可再生資源太陽(yáng)能中，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是其利用的主要形式，其發(fā)展勢(shì)頭迅猛，全球約136個(gè)國(guó)家進(jìn)行光伏發(fā)電，95個(gè)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)。美國(guó)、德國(guó)分別啟動(dòng)了“百萬(wàn)光伏屋頂計(jì)劃”、“10萬(wàn)光伏屋頂計(jì)劃”，日本每年在太陽(yáng)能發(fā)電上投資約110億日元，荷蘭建成1MW太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，澳大利亞政府提出聯(lián)網(wǎng)屋頂發(fā)展計(jì)劃，歐盟國(guó)家也正將目光聚焦到太陽(yáng)能光伏發(fā)電上。全球太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)容量2001年約為400MW，到2005年底已接近5000MW。近幾年發(fā)展十分迅速，2010年達(dá)到39500MW,2011年達(dá)到69000MW。2008年以來(lái),全球建成約2000個(gè)大型并網(wǎng)光伏電站(容量超過(guò)200kW),其中50%以上電站為MW級(jí),主要分布在西班牙、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家。并網(wǎng)逆變器是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的核心部件，對(duì)提高系統(tǒng)效率、可靠性、系統(tǒng)壽命、降低成本至關(guān)重要。國(guó)外并網(wǎng)型逆變器已經(jīng)是一種比較成熟的產(chǎn)品。例如在歐洲光伏專(zhuān)用逆變器市場(chǎng)中就有SMA,Fronius,Sputnik,SunPower,Siemens等眾多的公司具有市場(chǎng)化產(chǎn)品。國(guó)外光伏并網(wǎng)逆變器研制主要集中在最大功率點(diǎn)跟蹤和逆變環(huán)節(jié)集成的單級(jí)能量變換上，控制電路主要采用數(shù)字控制，注重系統(tǒng)的安全、可靠性和擴(kuò)展性，均有各種完善的保護(hù)電路。例如德國(guó)SMA公司開(kāi)發(fā)的并網(wǎng)逆變器，最大效率為96%,輸出功率諧波畸變小于4%，內(nèi)部損耗小于7W。基于DSP實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤；具有沖擊電壓保護(hù)、極性混亂保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、欠電壓保護(hù)等多種保護(hù)功能；遠(yuǎn)程監(jiān)控可通過(guò)電力線傳輸數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)專(zhuān)用數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)；LCD顯示各種操作信息；根據(jù)電網(wǎng)情況調(diào)整工作狀態(tài)，故障自診斷。2、光伏發(fā)電在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)由于幅員遼闊，太陽(yáng)能資源豐富，我國(guó)日輻射量?jī)H次于撒哈拉沙漠，位于世界第二位，因而為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了先決條件。上世紀(jì)90年代初，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長(zhǎng)，產(chǎn)量迅速增加。2007年以來(lái),中國(guó)太陽(yáng)能電池年生產(chǎn)量連續(xù)4年保持全球第一,2010年中國(guó)尚德和晶澳公司均超過(guò)美國(guó)FirstSolar公司成為全球并列第一的電池廠商。中國(guó)光伏市場(chǎng)發(fā)展相對(duì)滯后和緩慢,2007年新增光伏裝機(jī)容量約為20MW，僅為當(dāng)年太陽(yáng)電池生產(chǎn)量的1.84%。截止2010年年底,中國(guó)累計(jì)光伏裝機(jī)容量為893MW。截至2011年，累計(jì)光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到3GW。雖然我國(guó)光伏發(fā)電的技術(shù)和規(guī)模達(dá)不到世界發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，但是，隨著我國(guó)政府的重視和大力支持，“光明工程”、“屋頂計(jì)劃”及“送電下鄉(xiāng)”等工程極大推動(dòng)了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。我國(guó)在光伏并網(wǎng)逆變器的研究方面起步較晚，但發(fā)展很快，逆變器的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程與時(shí)俱進(jìn)，絕大部分獨(dú)立光伏系統(tǒng)以及100~150kWp級(jí)的逆變器國(guó)內(nèi)可自行研發(fā)和制造，部分大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)采用了進(jìn)口設(shè)備。國(guó)內(nèi)具有代表性的光伏發(fā)電系統(tǒng)專(zhuān)用逆變器制造商有合肥陽(yáng)光、北京日佳、北京自動(dòng)化研究院、北京恒電、南京冠亞、南自通華新能源等企業(yè)。其中合肥陽(yáng)光電源有限公司已具備年產(chǎn)50MWp以上的生產(chǎn)能力，其在2009年3月建成的500kWp的光伏電站，所采用的并網(wǎng)逆變器、監(jiān)控系統(tǒng)、軟件硬件等接入設(shè)備及系統(tǒng)集成皆由陽(yáng)光電源自行提供并安裝調(diào)試，是國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)自主投資建設(shè)的最大光伏電站。該公司在09年又成功推出適用于MW級(jí)大型光伏電站的高壓光伏并網(wǎng)逆變器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。三、論文研究的意義伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們面臨著能源緊張和環(huán)境破壞等問(wèn)題，因此我們必須尋找新的可持續(xù)利用的新能源來(lái)支撐社會(huì)的快速進(jìn)步。目前我們已經(jīng)集中力量開(kāi)發(fā)了幾種可持續(xù)利用的新能源：太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能。其中太?yáng)能屬于一種相對(duì)理想的可持續(xù)利用能源。太陽(yáng)能具有資源豐富、清潔無(wú)污染、分布較廣、沒(méi)有地域限制等特點(diǎn)。因而大力發(fā)展太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)具有深遠(yuǎn)的意義，目前太陽(yáng)能的應(yīng)用主要包括兩種：一種是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，另一種是利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電。前者應(yīng)用比較早，后者正是目前很多國(guó)家專(zhuān)攻的項(xiàng)目。大規(guī)模利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電，就一定要并網(wǎng)。而并網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備就是逆變器。本課題主要研究太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)中最大功率跟蹤、并網(wǎng)發(fā)電的方法，最終通過(guò)仿真手段加以驗(yàn)證，從而保證高效利用太陽(yáng)能發(fā)電。四、論文主要內(nèi)容本文的研究對(duì)象是太陽(yáng)能單相光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要針對(duì)分布式戶(hù)用并網(wǎng)逆變系統(tǒng)進(jìn)行研究。這種光伏并網(wǎng)系統(tǒng)功率一般比較小，小體積，輸出為單相。預(yù)期的研究如下：學(xué)習(xí)單相光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的主要組成部件的工作原理：光伏電池陣列的選擇；DC/DC電路設(shè)計(jì)；DC/AC逆變電路設(shè)計(jì)；整個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理。分析比較最大功率跟蹤（MPPT）的幾種方法:電壓跟蹤法、近似直線法、擾動(dòng)觀察法、電導(dǎo)增量法。本課題擬采用電導(dǎo)增量法實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤。此方法具有穩(wěn)定性好，跟蹤效果理想的優(yōu)點(diǎn)。最大功率跟蹤中的DC/DC電路選擇Boost變換電路進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。分析太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變幾種控制方法。選用電壓源輸入-電流源輸出的控制方法。對(duì)比太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選用前級(jí)Boost升壓電路-后級(jí)全橋逆變兩級(jí)拓?fù)潆娐愤M(jìn)行研究。4、對(duì)并網(wǎng)逆變器工作過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，搭建仿真模型，采用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行模擬仿真，通過(guò)比較分析仿真結(jié)果，驗(yàn)證本課題。五、參考文獻(xiàn)[1]徐進(jìn)，王德仁.停電突顯能源危機(jī)困境中尋找新能源[BE/HO].httP:///gb/node2/node138665/node138755/userobjeet15ai2131737.html2003[2]中國(guó)可再生能源發(fā)展項(xiàng)目辦公室.中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告(2006-2007).北京,2008[3]PVNews.2008.27(3)[4]王斯成.我國(guó)光伏發(fā)電有關(guān)問(wèn)題研究,中國(guó)能源,2007.(2):7~11[5]楊軍,新能源—京都議定書(shū)帶來(lái)的新奶酪[J].證券導(dǎo)刊,2005(l):45~49[6]張伯泉,楊宜民.風(fēng)力和太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)電力，2006，39(6):65~69[7]王一娟.新能源,新機(jī)遇,新時(shí)代[EH/OL].(2006-7-26)[2007-1com/jjbdq/2006-07/26/conttent_[8]孫廣生.西藏雙湖25kw光伏電站交流配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施,電工電能新技術(shù),Vol.15,No.3,1996,26~31[9]蔡軒三，太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì),電力電子,2007(2)[10]嚴(yán)陸光，倪受元，李安定.太陽(yáng)能與風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀與展望[J].電網(wǎng)技術(shù)，1995，19(5):1~9.[11」胡冬宜，胡鈞.門(mén)窗散熱器為太陽(yáng)能供暖搭建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