太阳能并网逆变器技术研究【字数：12884】
目前是自然界中最理想的新能源是太阳能，它的分布基本上可以无地域限制，丰富的量可以保证毫无顾虑地使用，是一种取之不尽用之不竭的新式能源，也是人类可以依赖的最终能源。太阳能的光伏发电具有很多广为人知的优点，如无污染、无噪声、使用便捷、能量获得方便，无燃料消耗，故障率低，可以实现无人值守等优点。光伏发电站建设的周期较短，规模的大小可以适情况而定，更可以方便的和用电建筑相结合，这些优点都是之前的旧式发电以及有些可再生能源的发电所不比的。光伏发电系统中，整个发电系统的优化设计是十分重要的，它是能否降低系统成本，提高系统可靠性以及系统效率的关键。随着光伏系统控制策略的不断进步，在这种大环境下，想要缩短光伏发电系统的设计跟开发周期，还要确保它的性能优良可靠，进而节约成本，相关的计算机仿真和辅助设计技术就起到了关键性的作用。选择什么样的仿真平台仿真软件，是实现仿真跟辅助设计的基础。本次设计选用 Matlab 作为整个光伏发电系统的仿真软件模拟仿真单相的光伏发电系统。要对光伏电池的物理特性进行分析，建立它的数学模型，并在 Matlab 中建立可以反应光照强度与环境温度的仿真模型，通过分析仿真出来的结果证明结果可靠性。光伏发电系统的主电路主要采用两级式无变压器方式。
目录
第一章 绪论 6
1.1 课题研究背景及意义 6
1.2 太阳能光伏发电的现状与发展前景 7
1.2.1 世界光伏发电的现状与发展目标 7
1.2.2 中国太阳能光伏发电的发展现状和前景 9
1.3 并网光伏发电系统简介 11
1.3.1 并网光伏系统的主电路结构 11
1.3.2 并网光伏系统的功能分类 12
1.4 本文内容概要 13
第二章 光伏电池的仿真研究 14
2.1 光伏电池的工作原理 14
2.2 光伏电池的基本特性 15
2.2.1 等效电路模型 15
2.2.2 伏安特性参数 18
2.3 建立光伏电池仿真模型 19
第三章 对光伏发电系统的 MPPT 研究 20
3.1 MPPT 基本原理 20
3.2 最大功率点跟踪（MPPT）的仿真研 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
究 21
第四章 光伏并网控制方法的仿真研究 22
4.1 DC/AC 变换技术 22
4.2系统的仿真 22
第五章 总结 24
参考文献 25
绪论
课题研究背景及意义
20世纪工业革命以来，经济科技飞速发展，在这一阶段煤、石油、天然气等一次能源被人类大量开采使用。这三种能源都是要经过大自然上千年的沉淀才能转换得来的，这些能源的生成经历了数千年的发展，在近百年来的几次工业革命中更是在大量消耗。目前，这些化石能源正在以一个飞快的速度被人类消耗。伴随着近年来经济飞速发展，可以肯定的是化石能源的枯竭已经慢慢到来。
现如今，能源的消耗问题已经呈现在我们的面前，这是一个对全世界来讲都必须面对且亟待解决的客观问题。在不久之前，有科学家发布了一份关于化石能源消耗的报告，该报告指出：全球范围内的煤炭、石油、天然气都在快速减少，全球煤炭总剩余只能够坚持300年，全球的天然气总量只有不到60年的开采量，而石油要更少仅能开采不到40年。同样的能源问题也困扰这我国。如图11是世界能源的探明储量与我国的比较图。
图 11 一次能源的探明储量比较
相比于人类文明发展的几千年来说，人类对于化石能源的使用不过是悠悠历史长河的短短一瞬。然而在这不算太长的时间里，人们对于能源的需求高的离谱，对于能源的开采没有限度，直接导致了现在的能源紧缺问题。
新能源的开发使用刻不容缓，相比于传统的一次能源来讲，新能源意味着污染更少，
储量更加充足。太阳能就是其中的佼佼者，它的使用是根据太阳光照射到地球表面所带来
的辐射而产生能量，取之不尽，方便且清洁。
经科学家的研究表明，尽管太阳与地球的距离相距甚远，但是太阳光辐射在地球表面的能量十分庞大，且分布广泛，用之不尽，甚至真正的做到了无污染，绿色环保。数据表明可再生能源在未来的能源结构中将占有很高的比例，如表11所示。
时段
2000
2010
2020
2030
2040
2050
日本预测
可再生能源
太阳能
19.4
——
20.2
——
23.5
——
33.6
1.9
42.7
7.9
53.4
13.5
Shell 预测
可再生能源
太阳能
18.3
——
22.2
——
20.9
——
32.3
2.6
43.3
8.4
54.6
14.9
平均
可再生能源
太阳能
18.9
——
21.2
——
22.2
——
33.0
2.3
43
8.2
54
14.2
表 11 可再生能源和太阳能在过去和未来能源结构中所占比例（%）
如表11中所示，可再生能源在近几年来的世界总体能源结构中的比例越来越高，可以想象在未来这一比例将再次上涨，而太阳能的比重也会越来越高。
总而言之，在人类经济的可持续性发展道路上，新能源的开发利用将会变得非常重要。同时为了减少化石能源造成的环境污染，新能源的清洁性也不容忽视。可再生能源的发展将会有效的解决能源短缺问题和环境污染问题。
太阳能光伏发电的现状与发展前景
太阳能光伏发电技术的运用最早要追溯到1954年，当时的贝尔实验室发明了历史上第一个光伏电池。值得一提的是，贝尔实验室最早的研发动机仅仅是希望以此为偏远地区带去电力，那是的光伏电池的效率只有大概6%。在这之后，太阳能光伏发电技术在航天航空技术中得到了广阔的发展空间。从1957年前苏联发射人类第一颗人造卫星，一直到1969年来自美国的航天员阿姆斯特朗第一次踏上月球表面，太阳能光伏发电技术取得的成就令人瞩目，科学家们开始将目光放在这一技术领域。
目录
第一章 绪论 6
1.1 课题研究背景及意义 6
1.2 太阳能光伏发电的现状与发展前景 7
1.2.1 世界光伏发电的现状与发展目标 7
1.2.2 中国太阳能光伏发电的发展现状和前景 9
1.3 并网光伏发电系统简介 11
1.3.1 并网光伏系统的主电路结构 11
1.3.2 并网光伏系统的功能分类 12
1.4 本文内容概要 13
第二章 光伏电池的仿真研究 14
2.1 光伏电池的工作原理 14
2.2 光伏电池的基本特性 15
2.2.1 等效电路模型 15
2.2.2 伏安特性参数 18
2.3 建立光伏电池仿真模型 19
第三章 对光伏发电系统的 MPPT 研究 20
3.1 MPPT 基本原理 20
3.2 最大功率点跟踪（MPPT）的仿真研 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
究 21
第四章 光伏并网控制方法的仿真研究 22
4.1 DC/AC 变换技术 22
4.2系统的仿真 22
第五章 总结 24
参考文献 25
绪论
课题研究背景及意义
20世纪工业革命以来，经济科技飞速发展，在这一阶段煤、石油、天然气等一次能源被人类大量开采使用。这三种能源都是要经过大自然上千年的沉淀才能转换得来的，这些能源的生成经历了数千年的发展，在近百年来的几次工业革命中更是在大量消耗。目前，这些化石能源正在以一个飞快的速度被人类消耗。伴随着近年来经济飞速发展，可以肯定的是化石能源的枯竭已经慢慢到来。
现如今，能源的消耗问题已经呈现在我们的面前，这是一个对全世界来讲都必须面对且亟待解决的客观问题。在不久之前，有科学家发布了一份关于化石能源消耗的报告，该报告指出：全球范围内的煤炭、石油、天然气都在快速减少，全球煤炭总剩余只能够坚持300年，全球的天然气总量只有不到60年的开采量，而石油要更少仅能开采不到40年。同样的能源问题也困扰这我国。如图11是世界能源的探明储量与我国的比较图。
图 11 一次能源的探明储量比较
相比于人类文明发展的几千年来说，人类对于化石能源的使用不过是悠悠历史长河的短短一瞬。然而在这不算太长的时间里，人们对于能源的需求高的离谱，对于能源的开采没有限度，直接导致了现在的能源紧缺问题。
新能源的开发使用刻不容缓，相比于传统的一次能源来讲，新能源意味着污染更少，
储量更加充足。太阳能就是其中的佼佼者，它的使用是根据太阳光照射到地球表面所带来
的辐射而产生能量，取之不尽，方便且清洁。
经科学家的研究表明，尽管太阳与地球的距离相距甚远，但是太阳光辐射在地球表面的能量十分庞大，且分布广泛，用之不尽，甚至真正的做到了无污染，绿色环保。数据表明可再生能源在未来的能源结构中将占有很高的比例，如表11所示。
时段
2000
2010
2020
2030
2040
2050
日本预测
可再生能源
太阳能
19.4
——
20.2
——
23.5
——
33.6
1.9
42.7
7.9
53.4
13.5
Shell 预测
可再生能源
太阳能
18.3
——
22.2
——
20.9
——
32.3
2.6
43.3
8.4
54.6
14.9
平均
可再生能源
太阳能
18.9
——
21.2
——
22.2
——
33.0
2.3
43
8.2
54
14.2
表 11 可再生能源和太阳能在过去和未来能源结构中所占比例（%）
如表11中所示，可再生能源在近几年来的世界总体能源结构中的比例越来越高，可以想象在未来这一比例将再次上涨，而太阳能的比重也会越来越高。
总而言之，在人类经济的可持续性发展道路上，新能源的开发利用将会变得非常重要。同时为了减少化石能源造成的环境污染，新能源的清洁性也不容忽视。可再生能源的发展将会有效的解决能源短缺问题和环境污染问题。
太阳能光伏发电的现状与发展前景
太阳能光伏发电技术的运用最早要追溯到1954年，当时的贝尔实验室发明了历史上第一个光伏电池。值得一提的是，贝尔实验室最早的研发动机仅仅是希望以此为偏远地区带去电力，那是的光伏电池的效率只有大概6%。在这之后，太阳能光伏发电技术在航天航空技术中得到了广阔的发展空间。从1957年前苏联发射人类第一颗人造卫星，一直到1969年来自美国的航天员阿姆斯特朗第一次踏上月球表面，太阳能光伏发电技术取得的成就令人瞩目，科学家们开始将目光放在这一技术领域。
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