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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光伏逆变器开题报告毕业设计学生开题报告课题类型：A工程实践型；B理论研究型；C科研装置研制型；D计算机软件型；E综合应用型X真实课题；Y模拟课题；、均要填，如AY、BX等。2开题报告(3)毕业设计开题报告题目单相全桥并网逆变器设计分析电气与信息工程学院班级学生姓名开题日期学院崔灿专业学号指导教师XX年4月7日电气工程及其自动化何国锋单相全桥并网逆变器设计分析开题报告一、选题的背景与意义：课题研究图11世界能源发展趋势据国际能源权威年鉴BP世界能源统计XX发布的数据显示，XX年世界一次
2、能源消耗量为亿吨油当量。图12为中国与世界主要常规一次能源的探明剩余储量图，由此可见能源问题的严重性。图12中国与世界主要常规一次能源的探明剩余储量图因此，光伏发电作为一种分布式发电，是一种绿色清洁、具有巨大潜力的新能源，无论在国内还是国际上都受到了广泛的关注和重视。课题研究的目的：理论联系实际，将书本上所学到的知识与实际设计结合起来，掌握单项全桥并网逆变器的工作原理，并进行详细的设计分析，掌握其控制方式及在电力并网系统中的重要作用。课题研究的意义：在世界能源和环境污染严重的今天，深入开展利用太阳能等的并网发电技术的研究，对于缓解能源危机和加快环境保护、促进经济的可持续发展等具有深远而重大的理
3、论和现实意义。并网逆变器作为能量传输的桥梁，直接决定着光伏发电的效率和输出电能的质量，在光伏发电系统中起着举足轻重的作用，因此，研究单相光伏并网逆变器对高效、高质量的输出电能尤为重要，具有很大的意义。二、国内外研究现状：国外研究现状：国外并网型逆变器已经是一种比较成熟的市场产品，例如在欧洲光伏专用逆变器市场中就有SMA、Fronius、Sputnik、SunPower和西门子等众多的公司具有市场化的产品，其中SMA在欧洲市场中占有50%的份额。除欧洲外，美国、加拿大、澳大利亚、新西兰以及日本在并网型逆变器方面也都已经产品化。目前国外光伏并网逆变器产品的研发主要集中在最大功率跟踪和逆变环节集成的
4、单极能量变换上，功率主要为几百瓦到五千瓦的范围，控制电路主要在用数字控制，注重系统的安全性、可靠性和扩展性，且具有各种完善的保护电路。国内研究现状：国内对并网光伏逆变器的研究比较多的是采用最大功率跟踪和逆变部分相分离的两级能量转换结构，而且市场产品的种类还相对单一，系统构建死板。光伏并网发电系统在我国还没有真正投入商业化运行的应用，目前所建光伏并网系统均为示范工程。作为光伏并网发电系统核心环节的并网型逆变器还主要依赖进口或合作研究。逆变器及其种类：与整流相对应，把直流电流变成交流电称为逆变。当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载相连接时，称为无源逆变。逆变电路
5、可以从不同的角度进行分类。如可以按换流方式分类，按输出的相数分类，也可按直流电源的性质分类。若按直流电源的性质分类，可分为电压型和电流型两大类。半桥逆变器：半桥逆变器有两个桥臂，每个桥臂由一个可控器件和一个反并联二极管组成。在直流侧接有两个互相串联的足够大的电容，两个电容的连接点便成为直流电源的中点。负载连接在直流电源中点和两个桥臂连接点。其电路原理图和工作波形如图21所示。图21半桥逆变器及其工作波形全桥逆变器：将4个IGBT管子组成一个桥形的电路之后，使成对的两个桥臂同时导通，两队交替各导通180度，这样的电路称为全桥逆变电路。其电路原理图和工作波形如图22所示。图22全桥逆变器及其工作波
6、形并网:所谓的并网是指逆变器交流侧输出接入电网中，也称并网运行。并网逆变器：在光伏并网系统中，并网逆变器是实现光伏阵列与电网间能量的传递与转换的关键环节。当光伏电池的输出在较大的范围内变化时，并网逆变器能够始终尽可能高效地将光伏电池输出的低压直流电转化为与电网匹配的交流电流送入电网。并网逆变器的种类：逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种：直流逆变器波形质量分析1课题来源本课题为逆变器波形质量分析，旨在寻求高质量的脉宽波形，提高逆变器性能，来源于实际应用。2研究的目的和意义促进新能源的开发和利用随着电力电子技术的迅猛发展，逆变技术广泛应用于航空、航天、航海等国防领域和电力系统，交通运输、邮
7、电通信、工业控制等民用领域。特别是随着石油、煤和天然气等主要能源日益紧张，新能源的开发和利用越来越受到人们的重视。利用新能源的关键技术-逆变技术，能将蓄电池、太阳能电池和燃料电池等其他新能源转化的直流电能变换成交流电能与电网并网发电。因此，逆变技术在新能源的开发和利用领域有着至关重要的地位。提高供电质量国民经济的高速发展和国内外能源供应日益紧张，电能的开发和利用显得更为重要。目前，国内外都在大力开发新能源，如太阳能发电、风力发电、潮汐发电等。一般情况下，这些新型发电装置输出不稳定的直流电，不能直接供给需要交流电的用户使用。为此，需要将直流电变换成交流电，需要时可并入市电电网。这种DC-AC变换
8、需要逆变技术来完成。用电设备对市电电网造成严重的污染，反过来，被污染的市电电网也会使用电设备工作不正常，用电设备之间通过市电电网相互干扰。为解决此问题，必须提高市电电网的供电质量，以逆变技术为基础的电力有源滤波器和电能质量综合补偿器可以净化市电电网，使其为用电设备提供高质量电能。逆变器是一种重要的DC/AC变换装置，而衡量其性能的一个重要指标就是输出电压波形质量，通过本项目的研究与实践，研究逆变器波形产生的方法、调制规律、以及其波形的评价指标，寻求高质量的脉宽波形的获得方法，对所学知识进行纵深挖掘，加深相关知识的理解。3国内外的研究现状和发展趋势逆变技术的发展可以分为如下两个阶段：1956-1
9、980年为传统发展阶段，这个阶段的特点是，开关器件以低速器件为主，逆变器的开关频率较低，波形改善以多重叠加法为主，体积重量较大，逆变效率低。1980年到现在为高频化新技术阶段，开关器件以高速器件为主，逆变器开关频率高，波形改善以脉宽调制为主，体积重量小，逆变效率高。在PWM逆变器中，为了减小其体积重量，提高其功率密度，高频化是主要发展方向之一，但高频化也存在一些问题，如增加开关损耗和电磁干扰。为此提出两个解决办法，一是提高开关器件的速度，二是使逆变开关工作在软开关状态。20世纪80年代初，美国弗吉尼亚电力电子技术中心提出了准谐振变换技术，使软开关与PWM技术的结合成为可能。它的研究对于逆变器性
10、能的提高和进一步推广应用，以及电力电子学技术的发展，都有十分重要的意义，是当前逆变器的发展方向之一。高频软开关逆变技术产生的背景是为了克服传统逆变器的输出波形差，开关应力和EMI较大的缺点。在相同背景下，于1981年提出了多电平逆变技术，成为当前高压大功率逆变器的发展方向。它通过主电路改进，使所有逆变开关都工作在基频或低频，以达到减小开关应力，改善输出电压或电流波形的目的。总之，逆变技术的发展是在提高波形质量的背景下，随着电力电子技术、微电子技术和现代控制理论的发展而发展，进入二十一世纪，逆变技术正朝着高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染、智能化和集成化的方向发展。4研究的主要内容及设计成
11、果的应用价值脉宽调制的原理与实际应用脉冲宽度调制是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。其理论依据是惯性对象脉冲响应的“冲量等效”原理：大小、波形不相同的窄脉冲变量，作用于惯性系统时,只要它们的冲量对时间的积分相等,则它们所形成的电流响应就相同。因此只要对逆变器的开关器件进行适当的控制，使得每个脉波的平均电压、脉波宽或占空比按一定的规律变化，则逆变电路输出的多脉波电压就能与正弦电压等效。PWM控制技术主要应用在电力电子技术行业,包括风力发电、电机调速、直流供电等领域，由于其四象限变流的特点，可以反馈再生制动的能量
12、，对于目前国家提出的节能减排具有积极意义。其发展主要集中在：如何提高逆变器直流侧电压利用率；在输出基波电压不变的前提下，如何尽可能消除谐波；如何改善控制性能；如何改变谐波频谱分布。逆变器波形控制方法通过进一步理解逆变器工作原理，研究其波形产生的方法、调制规律，以及其波形的评价指标。从逆变器波形畸变的原因出发，分析两种常见的波形控制方法的优缺点，对逆变器波形控制的方法进行仿真和分析。比较各种脉宽波形的优缺点PWM波形分为等幅PWM波和不等幅PWM波。由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波，如直流斩波电路产生的等效直流波；而由交流电源产生的是不等幅PWM波。两种波形都是基于面积等效原理控制的。
13、通过比较各种脉宽调制波形的优缺点，寻求高质量的脉宽波形，提高逆变器性能。寻求高质量脉宽波形的获得方法通过全面、系统地将各种脉宽波形的优缺点进行比较，在充分理解脉宽调制的原理与实际应用的基础上，深刻理解脉宽波形质量的评价标准，寻求高质量的脉宽波形的获得方法。应用价值通过课题的研究与实践，研究逆变器波形产生的方法、调制规律，以及其波形的评价指标，对逆变器波形控制的方法进行仿真和分析。通过课题的研究与实践，充分理解脉宽调制的原理与实际应用，加深对脉宽调制波形质量的评价标准的认识，寻求高质量的脉宽波形的获得方法。通过课题的研究与实践，全面、系统地将各种脉宽波形的优缺点进行比较，得出规律性的认识。通过课
14、题的研究与实践，对所学知识进行纵深挖掘，加深相关知识的理解，对逆变器的输出电压的波形、动态响应速度和技术性能的提高作一定的分析和了解。5工作的主要阶段、进度XX年秋季学期第8周接受毕业设计任务书，学习毕业设计要求及有关规定。XX年秋季学期第920周阅读指定的参考资料及文献，基本完成开题报告、外文翻译等任务。XX年秋季学期第21周进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计规范要求并上交指导教师批阅。XX年春季学期第1周第12周完成毕业设计要求的全部内容。第13周撰写毕业论文，完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。第15周毕业答辩6最终目标及完成时间研究逆变器波形产生的方法、
15、调制规律，以及其波形的评价指标，寻求高质量的脉宽波形的获得方法。全面、系统地将各种脉宽波形的优缺点进行比较，得出规律性的认识。充分理解脉宽调制的原理与实际应用，深刻认识脉宽调制波形质量的评价标准。完成时间：XX年春季学期第15周。7现有条件及必须采取的措施现有图书馆可以借阅课题相关资料，机房及实验室可以完成逆变器输出波形的仿真与分析。在设计中必须有严谨求实的态度，认真考虑现有条件，充分利用好设备和软件。8协助单位及要解决的主要问题本课题的完成应寻求高质量的脉宽波形的获得方法，同时，需要得到指导老师的大力支持和帮助。参考文献1陈坚.现代电力电子技术2孟凡军，李正熙.基于DSP的一种不对称规则SPWM采样算法.电机技术.XX年第二期3翁利民，刘琨，靳建峰.PWM逆变器输出对异步电动机的不利影响及其抑制分析.电机技术.XX年第二期4高峻岭等IPM高智能功率模块在变频器中的应用.煤矿
