太阳能并网发电系统的孤岛效应及防止策略.doc

摘要 太阳能作为当前人类最理想环保的新能源之一，已经得到人类越来越广泛地应用。而光伏并网逆变器是太阳能并网发电系统中必不可少的设备之一。 光伏并网逆变器是将太阳能电池所输出的直流电转换成符合公共电网要求的交流电并送入电网的设备。按照不同的标准光伏并网逆变器的拓扑结构分为很多种，本文介绍了一种工频隔离型光伏并网逆变器。 本文详细介绍了该系统的主功率模块、主控制板、辅助电源板等硬件电路的设计原理，元器件的选用及参数的选定，阐述了并网逆变器的各种控制方式，并进行比较。以Tl公司的TMS32OLF2407A芯片为主控芯片，详细介绍了该芯片的功能特点及产生sP侧波的过程，并给出了主要程序的流程图。最后介绍了孤岛效应的危害及几种常见的孤岛检测方法。 关键字:光伏并网逆变器、太阳能电池、电网、SPMW、孤岛效应 第一章绪论 1.1太阳能利用及光伏发电 1.1.1太阳能是人类最理想的新能源 新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。由于常规能源的有限性和环境压力的增加，世界上许多国家重新加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持。随着经济的发展、社会的进步，传统能源却面临着急缺枯竭的危险，人们对能源提出的要求也越来越高，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。 太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能。广义地说，太阳能包括以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域;通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术1. 太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，如果把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6x1O12千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍2。 当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。截至2002年底，太阳能光伏发电制造能力已达56万KW，实际装机容量近40万KW，组件成本下降到3.5美元/wP。预计，2020年光伏组件的价格将下降到1美元/WP以下。目前世界最大的光伏工厂年产36MW，价格为3一4美元/WP3。 我国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。我国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在我国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多。 在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的光伏制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。中国作为世界能源消耗第二大的国家也不例外。与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，我国落后于发达国家10一15年，甚至明显落后于印度。我国光伏产业正以每年30%的速度增长，国内光伏电池生产能力已达1OOMW。在国家各部委立项支持下，目前我国实验室光伏电池的效率已达21%，可商业化光伏组件效率达14一巧%，一般商业化电池效率10一13%。目前我国太阳能光伏电池生产成本己大幅下降，太阳能电池的价格逐渐从200年的40元/瓦降到2003年的33元/瓦，2004年已经降到27元/瓦4。这对国内太阳能市场走向壮大与成熟起到了决定作用，对实现与国际光伏市场接轨具有重要意义。 与此同时，我国其他方面的太阳能开发利用也在蓬勃发展。我国太阳能热水器销售量在2004年己经达到120万平方米，在世界各国排名首位，整个太阳能热水器行业产值超过130亿元人民币，行业正以每年20一30%的高增长率迅猛发展。作为一种有效的节能绿色产品，太阳能光热产品将在建筑供热系统中发挥越来越重要的作用.在众多的供热装置中，太阳能集热板与空气源热泵相结合的装置，具有很强的竞争力。太阳能空调作为近几年新发展起来的太阳能利用方式也已经有了较为成熟的产品，而太阳能照明系统和太阳能灶的应用在部分地区已小有普及。 作为12世纪最有潜力的能源，太阳能产业的发展潜力巨大。太阳能产业是新兴的朝阳行业，再加上良好的政策环境、行业本身的特性，使得太阳能产业具有较高的投资价值和发展潜力。 中华全国工商联合会新能源商会在北京举行的“首届中国能源国际国锋论坛”上发布了《中国新