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1、学号：Z080560扬 州 大 学攻读硕士学位研究生开题报告研究生姓名 蔡 建 华 入学年月 2008 年 10 月 学科专业 动力工程 指导教师 夏 扬 报告日期 2012 年 6 月 扬州大学能源与动力工程学院2012 年 6 月 20 日填 表 须 知1、论文开题报告由研究生本人向指导教师报告并听取有关教师意见后，填写此表；2、论文工作实施计划须在指导教师的指导下填写；3、博士生应在入学后第二学期结束前（或第三学期初）完成、硕士生应在第三学期结束前（或第四学期初）完成此开题报告。学院收到此开题报告至少半年后才予受理答辩申请，因迟交开题报告影响答辩而超过学制规定年限，由研究生本人负责；4、
2、本表一式三份，一份交系，一份由教研（研究）室保存，一份交学院备案。一、学位论文开题报告论 文题 目 单相光伏发电并网系统仿真研究研 究方 向 电厂及供电系统自动化国 家 部 委 省 市 厂 、 矿 自 选 有 无 合 同 经 费 数 备注题 目 来 源 理论研究应用研究工程技术跨学科研 究题 目 类 型其他论文开题前在校图书馆上网检索情况（硕士生不作要求）图书馆有关部门签字盖章开题报告内容一、课题来源本课题由本人自选。二、研究的现状及发展趋势1、光伏发电在国外的现状及发展趋势由于受到资源缺乏、环境污染的影响，全球多个国家将目光转向可再生资源太阳能中，太阳能光伏发电是其利用的主要形式，其发展势头
3、迅猛，全球约 136 个国家进行光伏发电，95 个国家重点研发。美国、德国分别启动了“百万光伏屋顶计划” 、 “10 万光伏屋顶计划” ，日本每年在太阳能发电上投资约 110 亿日元，荷兰建成 1MW 太阳能发电系统，澳大利亚政府提出联网屋顶发展计划，欧盟国家也正将目光聚焦到太阳能光伏发电上。全球太阳能光伏发电装机容量 2001 年约为 400MW，到 2005 年底已接近5000MW。近几年发展十分迅速， 2010 年达到 39500MW, 2011 年达到 69000 MW。2008 年以来, 全球建成约 2000 个大型并网光伏电站( 容量超过 200 kW) , 其中 50% 以上电站
4、为 MW 级, 主要分布在西班牙、德国、美国等国家。并网逆变器是光伏并网发电系统中的核心部件，对提高系统效率、可靠性、系统寿命、降低成本至关重要。国外并网型逆变器已经是一种比较成熟的产品。例如在欧洲光伏专用逆变器市场中就有 SMA, Fronius, Sputnik, Sun Power,Siemens 等众多的公司具有市场化产品。国外光伏并网逆变器研制主要集中在最大功率点跟踪和逆变环节集成的单级能量变换上，控制电路主要采用数字控制，注重系统的安全、可靠性和扩展性，均有各种完善的保护电路。例如德国 SMA 公司开发的并网逆变器，最大效率为 96%, 输出功率谐波畸变小于 4%，内部损耗小于 7
5、W。基于 DSP 实现最大功率点跟踪；具有冲击电压保护、极性混乱保护、过电压保护、欠电压保护等多种保护功能；远程监控可通过电力线传输数据，也可以通过专用数据线传输数据；LCD 显示各种操作信息；根据电网情况调整工作状态，故障自诊断。2、光伏发电在国内的现状及发展趋势我国由于幅员辽阔，太阳能资源丰富，我国日辐射量仅次于撒哈拉沙漠，位于世界第二位，因而为我国光伏产业发展提供了先决条件。上世纪 90 年代初，我国光伏产业稳定增长，产量迅速增加。2007 年以来, 中国太阳能电池年生产量连续 4 年保持全球第一, 2010 年中国尚德和晶澳公司均超过美国 First Solar 公司成为全球并列第一的
6、电池厂商。中国光伏市场发展相对滞后和缓慢, 2007 年新增光伏装机容量约为 20MW，仅为当年太阳电池生产量的 1.84%。截止 2010 年年底, 中国累计光伏装机容量为 893MW。截至2011 年，累计光伏发电装机容量达到 3GW。虽然我国光伏发电的技术和规模达不到世界发达国家的水平，但是，随着我国政府的重视和大力支持， “光明工程” 、 “屋顶计划”及“送电下乡”等工程极大推动了该产业的发展。我国在光伏并网逆变器的研究方面起步较晚，但发展很快，逆变器的国产化进程与时俱进，绝大部分独立光伏系统以及 100150kWp 级的逆变器国内可自行研发和制造，部分大型并网光伏发电系统采用了进口设
7、备。国内具有代表性的光伏发电系统专用逆变器制造商有合肥阳光、北京日佳、北京自动化研究院、北京恒电、南京冠亚、南自通华新能源等企业。其中合肥阳光电源有限公司已具备年产 50MWp 以上的生产能力，其在 2009 年 3 月建成的 500kWp 的光伏电站，所采用的并网逆变器、监控系统、软件硬件等接入设备及系统集成皆由阳光电源自行提供并安装调试，是国内民营企业自主投资建设的最大光伏电站。该公司在 09 年又成功推出适用于 MW 级大型光伏电站的高压光伏并网逆变器，填补了国内空白，技术达到了国际先进水平。三、论文研究的意义伴随着社会经济的快速发展，我们面临着能源紧张和环境破坏等问题，因此我们必须寻找
8、新的可持续利用的新能源来支撑社会的快速进步。目前我们已经集中力量开发了几种可持续利用的新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能。其中太阳能属于一种相对理想的可持续利用能源。太阳能具有资源丰富、清洁无污染、分布较广、没有地域限制等特点。因而大力发展太阳能光伏产业具有深远的意义，目前太阳能的应用主要包括两种：一种是太阳能转换成热能，另一种是利用太阳能光伏发电。前者应用比较早，后者正是目前很多国家专攻的项目。大规模利用太阳能光伏发电，就一定要并网。而并网的关键设备就是逆变器。本课题主要研究太阳能光伏发电技术中最大功率跟踪、并网发电的方法，最终通过仿真手段加以验证，从而保证高效利用太阳能发电。四、论文主要
9、内容本文的研究对象是太阳能单相光伏发电系统，主要针对分布式户用并网逆变系统进行研究。这种光伏并网系统功率一般比较小，小体积，输出为单相。预期的研究如下：1、学习单相光伏发电并网系统的主要组成部件的工作原理：光伏电池阵列的选择；DC/DC 电路设计；DC/AC 逆变电路设计；整个并网系统的结构与工作原理。2、分析比较最大功率跟踪（MPPT）的几种方法:电压跟踪法、近似直线法、扰动观察法、电导增量法。本课题拟采用电导增量法实现最大功率跟踪。此方法具有稳定性好，跟踪效果理想的优点。最大功率跟踪中的 DC/DC 电路选择 Boost 变换电路进行设计研究。3、分析太阳能光伏并网逆变几种控制方法。选用电
10、压源输入-电流源输出的控制方法。对比太阳能光伏并网逆变器的电路拓扑结构，选用前级 Boost 升压电路-后级全桥逆变两级拓扑电路进行研究。4、对并网逆变器工作过程进行数学建模，搭建仿真模型，采用 Matlab/Simulink软件进行模拟仿真，通过比较分析仿真结果，验证本课题。五、参考文献1 徐进，王德仁.停电突显能源危机困境中寻找新能源BE/HO. httP:/ 中国可再生能源发展项目办公室.中国光伏产业发展研究报告 (2006-2007).北京,20083 PV News.2008.27(3)4 王斯成.我国光伏发电有关问题研究,中国能源,2007.(2):7115 杨军,新能源京都议定书
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