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1、. . 山东农业大学毕 业 论 文 单相桥式光伏逆变器拓扑结构的比较与仿真 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化3班 届 次 2015届 学生姓名 张前进 学 号 20110740 指导教师 王冉冉 二一五年六月一日二一一年六月十日装订线. . . 目 录摘要IAbstractII1绪论11.1 课题背景与意义11.2 光伏发电简介21.3 本文研究的主要内容32 逆变器及其分类32.1 逆变器简介32.2 逆变器的分类32.2.1 依据直流侧直流电源的性质32.2.2 根据输出交流电压的性质42.2.3 根据逆变主电路的结构42.2.4 根据开关器件及其关断方式的不同42
2、.3 独立光伏逆变器42.4 并网光伏系统逆变器53 光伏并网逆变器的设计要求53.1 逆变原理63.2 隔离型光伏并网逆变器63.2.1 隔离型光伏并网逆变器的特点63.2.2 隔离型光伏逆变器的拓扑结构73.3 非隔离型光伏并网逆变器83.3.1 非隔离型光伏并网逆变器的优缺点83.3.2 非隔离型光伏并网逆变器的典型拓扑结构84 仿真分析95 总结与展望16参考文献17致 谢18ContentsAbstractI1 Introduction11.1 Setback and meaning of the subject11.2 Introductoin to Photovoltaic po
3、wer generation21.3 Main contents of this paper32 Inverters and its classification32.1 Introduction to inverters32.2 Classication of inverters 32.2.1 By DC side direct current source32.2.2 By the characters of AC side42.2.3 By the structure of inverter42.2.4 By switch device and its method42.3 Indepe
4、ndent Photovoltaic inverters42.4 Grid connected Photovoltaic inverters53 The demands of the design of Photocoltaic inverters53.1 The principle of inverters63.2 Isolated Photovoltaic inverters63.2.1 Characters of isolated Photovoltaic inverters63.2.2 Stucture of isolated Photovoltaic inverters73.3 No
5、t isolated Photovoltaic inverters83.3.1 Characters of not isolated Photovoltaic inverters83.3.2 Stucture of not isolated Photovoltaic inverters84 Simulation and analysis95 Summary and expections16Reference17Thanks18i单相桥式光伏逆变器拓扑结构的比较与仿真作者：张前进，指导教师：王冉冉（山东农业大学 机械与电子工程学院 泰安 271018）摘要: 随着人类的发展，科技的进步，我们的无
6、时无刻不在消耗着大量的能源，然而传统能源正面临着枯竭的危险，这将对我们经济的发展造成巨大的压力，而且化石燃料的燃烧释放的大量的有害气体也会造成环境的污染，导致温室效应等重大环境问题，从而危及人类的发展。对新型能源的开发利用在日益枯竭的资源面前显得尤为重要。当下，太阳能、风能等新型能源的研究和开发正激励着一代又一代的科研人员不懈努力着。本文首先介绍了光伏发电的背景和光伏发电的基本原理及意义，并且简要介绍了国内和国外光伏发电产业及相应的政策，然后通过单相桥式非隔离光伏逆变器介绍了光伏并网逆变器的分类原理及光伏并网逆变器几种典型的拓扑结构，然后着重介绍了单相桥式隔离型光伏并网逆变器和非隔离型光伏并网
7、逆变器的特点功能并根据其适用范围进行优缺点的对比及仿真。本文简要介绍了课题背景及光伏发电的简介，使大家对光伏并网技术有一个大体的认识和了解。对单项桥式非隔离光伏并网逆变器的仿真过程既是学习也是提升的过程，通过仿真得出并网电流的波形，电压波形，并进行分析对比，从而得出结论。关键词：光伏并网 逆变器 拓扑结构 仿真The Compare And Simulation of Single Phase Full-bridge Converts TopologyQianjin Zhang(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Ag
8、ricultural University, Taian, Shandong 271018)Abstract with the development of the economy and technologies in our world,we are always consuming the energy and with the more and more fast speed .In the result ,the exhausted energy is threatening the further development of our economy and the burning
9、 of so much fossil fuel is releasing more and more gases which are harmful for our healthy and our earths health. So , the development and utilization of all kinds of new energy seems to be more and more important in face of the exhausting resources .Today ,solar and wind power are attracting scient
10、ists to study hard for the development of new energy . First , this paper explained the setback and meaning of solar energy ,in the same time ,the current situation of solar energy of all kinds of companies and industries in our nation and foreign countries . Second ,I explain the theory of single p
11、hase full-bridge converter and some kinds of typical topology . Then ,single phase full-bridge converter of isolation type and not isolation type are introduced as the important part . And ,this paper compare that two convert types according certain conditions and give the conclusion and expectation
12、s finally .In the simulation , I try my hard to adjust the parameters to make the frequency and phase of the current to be consistent with the voltage in order to give the power in unit power factor to the grid .Keywords: Photovoltaic grid; Converter; Topology; SimulationI1绪论 1.1 课题背景与意义 众所周知，能源是整个世
13、界不断发展，人类一代代繁衍所必须的。我们的衣食住行，国防现代化，经济的不断发展都离不开能源的支持。不敢想象如果没有了能源，那我们的世界将会变成什么样子。司随着经济的发展，人类对于能源的需求量越来越大，特别是化石燃料依然是我们的主要能源，但是我们都知道，化石燃料是不可再生能源，我们用一点就会少一点。根据调查，目前随着经济的发展人们为了谋求一时的富裕正在无节制地开发煤炭，石油，天然气等不可再生能源，特别是近几年的开发，已经使化石燃料的持续大量供给成为困难，如果继续这样开采下去，有人预言全世界的煤炭储量将会在230年左右消耗完毕，石油和天然气的持续供给也就还能维持60年左右，甚至比这更短12。人类的
14、永续发展必然要求我们要找到一种可再生的清洁能源来代替传统的能源。经过人们的不断探索，终于找到了像风能，太阳能之类的清洁能源，但是由于人类技术的限制，太阳能和风能利用效率，并网问题等还不是很成熟，因此现在还都未能代替传统的能源，人类也在不断地努力着，为新型能源的普及不断贡献着自己的力量。而光伏发电也逐渐获得人们的注意，太阳能光伏发电技术正在全世界获得越来越广泛的应用。根据权威部门统计，随着人们意识的觉醒，可再生能源的不断开发，到2030年世界可再生能源发电装机容量将会达到1000gw，与此同时，工业底蕴很强的欧洲也在加大他们对可再生能源的开发，据悉，到2030年欧洲国家的可再生能源发电中装机容量将会达到200gw。国际上其他国家像美国，加拿大，日本等也加紧了光伏产业的发展，专业的逆变器及相关系统已经逐渐成熟，其中很多国家也早已实现了光伏并网逆变器的产业化生产，光伏发电产业作为高新技术产业已经的到了世界范围的共同努力发展。面对世界在新能源领域的快速步伐我国也加进了新能源发电技术的研究，预计到2050年我国的可再生能源将会占到全国能源的25%，其中光伏发电将会占到5%11。我国正处在经济快熟发展期，人口多，经济总量大，对能源的需求量也相当的大，研究光伏发电系统对我国的发展意义非常重大，我国
