杨永夏论文.pptVIP

* 基于IGBT光伏发电逆变电路的设计 班级：电气09（2）班 学生：杨永夏 指导教师：李佳奇 光伏发电的背景及意义 随着科学技术的不断进步和发展，能源在社会发展中的重要性越来越突出，尤其是近年来各国日益呈现出来的能源危机问题，更加明显地把能源置于社会发展的首要地位。太阳能具有独特的优势和巨大的开发利用潜力，是取之不尽，用之不竭的，是资源丰富和清洁安全的能源 。同时太阳能在自然界不断生成，并得到有规律的补充，储量巨大，是可再生的清洁绿色能源。光伏发电是高新技术，不会给空气带来污染，不破坏生态环境。充分利用太阳能发电有利于保持人与自然的和谐相处，能为中国一直追求的和谐社会作出巨大的能源支持。 论文整体结构 一 绪论 二 光伏发电系统的概述 三 最大功率点跟踪的概述 四 光伏逆变电路总体方案的设计 五 光伏发电逆变电路的设计 六 总结 论文的主要内容 本文重点研究采用IGBT组成光伏发电系统的逆变电路。 一.比较场效应管MOSFET和绝缘栅双极晶体管IGBT构成的逆变电路，经比较IGBT构成的逆变电路更有优势。 二.针对IGBT构成的逆变电路做出优化设计，并通过实验验证正确性和可行性。 三.通过MATLAB软件进行逆变电路仿真，验证理论设计电路的可行性。 、 光伏发电概述 光伏发电是利用光伏电池的光伏效应将太阳光的光能直接转换为电能的一种可再生、无污染的发电方式。太阳能电池单元是光电转化的最小单位，将太阳能电池单元进行串并联可以做成太阳能电池组件，其功率一般为几瓦到几百瓦，这种太阳能电池组件可以单独作为电源使用的最小单元，可以将太阳能电池组件进行进一步的串并联，构成太阳能电池方阵，以满足负载所需要的功率输出。光伏电池的功能是将太阳光照射转换为直流电，发电就是将大量的电池并成一个组件，将大量的太阳能转化成所需的电能 。 国内外光伏并网逆变系统典型案例 德国，光伏幕墙10kW 荷兰，装饰性光伏屋顶 无锡尚德300KW并网发电系统 上海申能1.2MW并网发电系统 最大功率点跟踪及其算法 当环境温度和光照强度一定的情况下，光伏电池的工作电压是一个随变值，但输出电压只有在一个合适的值时，光伏电池才能达到最大输出功率，此时光伏电池的工作点就被称为最大功率点。 最大功率点跟踪就是指实时调整光伏电池的输出功率，使之始终工作在最大功率点附近的过程。 最大功率点跟踪算法：恒定电压法、电导增量法、扰动观察法等。 逆变电路的设计及分析 MOSFET构成的逆变电路 IGBT构成的逆变电路 逆变电路结构图 逆变电路的设计及分析 EXB841集成电路构成IGBT的栅极驱动电路 逆变电路的设计及分析 逆变电路的设计及分析 结果分析 一般电路波形接近方波部分说明其输出含有较多的谐波分量，这样会使系统产生不必要的附加损耗。如上图是采用IGBT的改进电路的实验波形，其波形很接近正弦波，理想的正弦波其总谐波畸变度为零，但实际生活中很难达到这样的水准，因此基本达到要求。同时由于PIC16F873单片机具有多路PWM发生器，又具有更好的输出正弦波的特点，因此验证了实验的可行性，达到了预期效果。 逆变电路MATLAB仿真模型 逆变电路MATLAB仿真波形图 Scope3波形图 Scope4波形图 Scope2波形图 Scope1波形图 MATLAB仿真波形分析 Scope3波形图中，上面一条曲线是输出电压U0的波形，下面是采样点的电流波形，此处采样电流可以用来改变给定电流的相位，当k为正时，相位不变，k为负时，相位变化1800。上下两条曲线相位相差1800 。Scope4波形图为给定电流经相位变换后的波形，该值将经过PI环节后得到标准的正弦波。Scope2波形图为正弦波控制Discrete PWM Generator模块得到PWM波，驱动逆变桥，实现电流跟踪。Scope1波形图中绿色为i0，蓝色为 Uo ,我们看出蓝色曲线与Scope3波形图中上面一条曲线表示同一输出量。由此可见，逆变之后，输出电压和输出电流均为正弦波，符合要求。 本次毕业论文是在李老师的精心指导和耐心帮助下完成的。李老师对本文的立题、取材、成文倾注了大量的心血和精力。至此论文完成之际，我在这里对李老师表示深深的感谢!同时感谢物电学院的老师五年来对我的关心和教诲。 以上是我本次毕业论文的主要设计内容，由于本人知识有限，论文当中有诸多不足之处，恳请各位老师审查阅读和批评指导。谢谢！ 总结 *