光伏逆变电源设计开题报告.doc

本 科 毕 业 设 计 开 题 报 告 题 目 光伏逆变电源设计 学生姓名 苗 开 学号 0917014097 所在院(系) 电 气 工 程 学 院 专业班级 自 控094 班 指导教师 董 锋 斌 2013年3月12日 题 目 光伏逆变电源设计 选题的目的及研究意义 随着社会生产的日益发展，对能源的需求量在不断增长，全球范围内的能源危机也日益突出，传统的能源，尤其是煤炭、石油、天然气三大化石燃料更是有限，它们在21世纪内就会濒临枯竭，产生能源危机，还会造成全球的环境问题。因此自然能发电技术的应用受到越来越普遍的重视。太阳能作为一种巨量的可再生能源，每天到达地球表面的辐射能量相当于数亿万桶石油燃烧的能量。太阳能直接辐射到地球的能量丰富，分布广泛，可再生且不污染环境是国际社会公认的理想替代能源。所以，开发新能源和可再生能源势在必行。 太阳能因其分布广泛、可以再生、不污染环境自然成为国际社会公认的理想替代能源，根据国际权威机构预测，到21世纪50年代，全球直接利用太阳能的比例将会发展到世界能源结构中的13％～15％，而整个可再生能源在能源结构中的比例将大于50％。太阳能将成为2l世纪最重要的能源之一。 通过上述分析，在能源需求急剧增加而其他能源日益紧张的背景下，太阳能作为一种取之不尽的、无污染的可再生能源已成为当今最热门的能源开发应用的课题之一，它也必将是21世纪最重要的能源之一。因此对光伏电源设计具有巨大应用价值和现实意义。 综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 目前我国国内的逆变电源按变换方式主要采用工频变换。工频变换逆变电源是先产生50Hz交流信号，然后利用工频升压器产生220V交流电。这种逆变器结构简单，工作可靠，但这种逆变器体积大、笨重、噪音大、价格高、效率方面也有待进一步提高。高频变换逆变电源是通过高频DC—DC变换技术，先将低压直流变为高频低压直流，经过高频变压器升压后再整流成高压直流，若对其进行正弦变换，即可得到220V、50Hz正弦波交流电。这种逆变器控制环节较多，电路复杂，但是因为采用了高频变换，因而体积小、重量轻、噪音小、效率高，是目前可再生能源发电系统中首选产品。 近年来，现代逆变技术的发展主要表现出以下几种趋势： (l)高频化 理论分析和实践表明:变压器、电感和电容的体积重量与供 电频率的平方根成反比。提高频率，用电设备的体积减小，主要材料也可以节约，可以降低损耗。 (2)模块化 模块化有两方面的含义，其一是功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。近年，有些公司把开关器件的驱动保护电路也集成到功率模块中去，构成了“智能化”功率模块(IPM)，不但缩小了整机的体积，更方便了整机的设计制造。另外，大功率的开关电源，一般采用多个独立的模块电源并联工作，所有模块共同分担负载电流，一旦其中某个模块失效，其他模块再平均分担负载电力。这样，不但提高了功率容量，在器件容量有限的情况下满足了大电流输出的要求，而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块，极大的提高系统可靠性。 (3)数字化 随着数字信号处理技术日趋完善成熟，数字电路越来越重要，显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、提高系统抗干扰能力、便于软件包调试和遥感遥测遥调，同时也为电源的并联技术发展提供了方便。 (4)绿色化 绿色化的含义有两层:首先是显著节电，这意味着发电容量的节约;其次这些电源不能对电网产生污染。为了使电源系统绿色化，电源应加装高效滤波器，不仅可以减少对电网的污染，降低市电的无功损耗，起到环保和节能的效果，而且还能减少相应的投资，提高运行可靠性。 (5)并机技术 当今对供电系统的要求趋势一个是高可靠性，一个是大功率化，这两者都与电源的并联运行控制密切相关。并联运行主要有以下两个好处。第一:可以用来灵活的扩大逆变系统的容量;第二:具有极高的可维修性能，在逆变器出现故障时，可以很方便的进行更换或维修。 如今我国已形成的光伏发电应用市场，且每年以20%的速度增长，主要市场为： 一 农村。 具体应用系统有独立光伏电站，家用电伏电源，光伏水泵等。 二 工业领域。 具体应用系统有光缆通讯，微波通讯，卫星电视接收站，森林防火电源，边防哨所电源，公路信号电源，航标及灯塔电源等。 三 民用商品及其它。