太阳能光伏并网系统开题报告

第1页共3页武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目太阳能光伏并网发电系统学生姓名王泽军学号0941510225专业（方向）自动化班级02班指导教师姓名李艳红职称讲师一、课题背景随着当代经济高速发展，社会的进步，地球上的煤、石油、天燃气等自然资源日趋枯竭。传统的火力发电所需要的煤、石油等燃料燃烧将排出二氧化碳和硫的氧化物会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境，显然不是长久之计。而现在初具规模的水力发电还远不能满足人们日益生活的需要。这时，寻找新能源迫在眉睫。太阳能是一种干净的可再生绿色能源，越来越受到人们的亲睐。将太阳能转换成电能必将成为未来能源的发展主题。太阳能发电系统是利用光生伏特效应原理制成的，其组成主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。[3]光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统。独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式，典型特征为需要蓄电池来存储能量，在民用范围内主要用于边远的乡村，如家庭系统、村级太阳能光伏电站；在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵，在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等[1]。太阳能光伏并网发电系统通过把太阳能转化为电能，不经过蓄电池储能，直接通过并网逆变器把电能送到电网上以电网为储能装置，省掉了蓄电池，比独立的太阳能光伏系统所需的建设投资大为减少从而使发电成本降低。白天有日照时，太阳能电池方阵发出的电经过并网逆变器将电能直接输送到交流电网上，或者经过逆变器直接接交流负载供电。太阳能光伏发电具有以下优点及意义:(l)取之不尽，用之不竭。地球表面所接受的太阳能约为1.07×1014GWh/年，是全球能量年需求的35000倍，可以说是一种无限的资源。(2)无污染。光伏发电本身不消耗工质，不向外界排放废物，无转动部件，不产生噪声，是一种理想的清洁能源。(3)资源分布广泛。不同于水电受水力资源限制，火电受到煤炭资源及运输成本第2页共3页等影响，光伏发电几乎不受地域的限制，理论上讲在任何可以得到太阳能的地方都可以利用太阳能进行发电。(4)建设周期短，建造灵活方便，运行维护费用低。光伏发电系统可以按照需要将光伏组件灵活地串并联，达到所需功率，所以其建设周期短，扩容方便;安装于房顶，沙漠，还可与建筑相结合，从而节约占地面积，节省安装成本;太阳能光伏发电所消耗的太阳能无需付费，一年中往往只需在遇到连续阴雨天最长的季节前后去检查太阳能电池组件表面是否被污染，接线是否可靠以及蓄电池电压是否正常等，因而太阳能光伏发电的运行费用很低。(5)光伏建筑集成。光伏产品与建筑材料集成是目前国际上研究及发展的前沿，这种产品不仅美观大方，还节省发电站使用的土地面积和费用。(6)分布式。光伏发电系统的分布式特点将提高整个能源系统的安全性和可靠性，特别是从抗御自然灾害和战备的角度看，更具有明显的意义。[4]该系统主要包括几个部分:太阳能电池阵列、BOOST变换器、负载、双向BUCK-BOOST变换器、并网逆变器、蓄电池以及控制电路。该系统运行原理如下:(l)当日照较强，太阳能电池阵列输出功率大于负载功率时，太阳能电池阵列输出的电能经BOOST变换器给负载供电，多余的电能通过双向BUCK-BOOST变换器传输给蓄电池或通过并网逆变器经电网将能量储存起来。(2)当日照较弱，太阳能电池阵列输出功率小于负载功率时，由太阳能电池阵列和电网共同给负载供电，太阳能电池阵列输出的电能经BOOST变换器给负载供电，不足的电能由蓄电池通过双向BUCK-BOOST变换器给负载供电。当无日照，光伏阵列输出功率为零时，由蓄电池单独给负载供电。(3)当有日照，太阳能电池阵列输出功率大于零且负载断开时，太阳能电池阵列输出的电能经BOOST变换器和双向BUCK-BOOST变换器或经并网逆变器后给蓄电池和电网将能量储存起来。[2]参考文献：1.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M]/（日）太阳光伏发电协会编，刘树民，宏伟译，20062.太阳能光伏发电及其应用[M]/赵争鸣，刘建政，孙晓瑛，袁立强编著。2005。103.钱伯章.世界能源消费现状和可再生能源的发展趋势(上)[J]，节能与环保.2006(3):8-11.4.太阳能光伏发电技术[M]/沈辉，曾祖勤主编2006.4。第3页共3页二、毕业设计（论文）方案首先，花一定的时间学习太阳能的基础知识，对太阳能的物理特性以及人类从认识到运用太阳能的历史发展过程，多搜集并整理一些相关技术理论，为毕业论文提供理论依据并初步构建系统原理图。其具体方案为:先将搜集的资料联系起来，从整体上看要完成论文所需的模块有哪些，再从各个模块单一入手。首先讲述太阳能电池的发电原理及其发展过程，然后从整体上介绍太阳能光伏并网发电系统的结构再从组成各个模块逐一介绍，本论文重点讲述太阳能电池与电网之间的控制电路，运用Multisim，EWB等电子实验仿真工具，对部分电路进行仿真，然后在前人的基础之上提出自己的创新点以完善系统提高其工作效率。最后简单的谈一谈太阳能光伏技术在日常生活中的应用和它的发展前景。三、毕业设计（论文）预期成果及创新太阳能光伏并网发电系统重要部分是控制器和并网逆变器，它决定了电力的传递方向和电力质量，考虑到难度及条件的限制本论文将对变换器、逆变器等部分电路进行仿真，根据用户需要预期将光伏电池输出的直流电转换成另一种形式的直流电，和逆变成和电网同频率等电压的交流电，并提供仿真图和参数。预期所能达到的目标是：1、实现和电网同频率等电压的交流电输出。2、可以同时给直流负载和交流负载供电。3、当晚上的时候电网上的电力反向经逆变器传输给交流负载并经过控制器传输给直流用户。学院审核意见：主管教学副院长（签章）年月日注：此表中的一、二、三项，由学生在教师的指导下填写。