5kw微网逆变器系统设计
微电网模拟系统设计
微电网模拟系统设计发表时间：2020-05-07T07:31:54.362Z 来源：《中国科技人才》2020年第2期作者：赵飞张韬张宏亮李燮阳[导读] 定转子功率因数可调等优异特点。
为了更加适应满足稳定三相对称交流电输出以及交流母线电压总谐波畸变率更小，经综合考虑本设计选取该方案。
重庆工程学院重庆 400056摘要：本文设计的微电网模拟系统是一种以PIC16F1937单片机为核心的SPWM逆变电源，单片机通过自然数查表法控制内部的两路硬件PWM模块生成SPWM脉冲信号，采用双极性调制方案驱动三相全桥逆变电路，输出经LC低通滤波器滤波，最后在负载上得到稳定的正弦波交流电。
其正弦波输出频率由单片机内部程序控制调节。
此外本系统外接按键及液晶屏，按键能设定电源开始与停止，液晶屏能实时显示输入电压及输出电流，输出正弦波的频率，使系统的安全及稳定得到了很大提升。
关键词：SPWM；双极性调制；三相逆变；PIC单片机一、方案设计与论证1.逆变器的设计电压型逆变器。
其中间部分利用大电容进行滤波，导致输入电压阻抗小且电压平直，类似电压源。
其特点是由电压型直流电源供电的逆变电路，具有结构简单、谐波含量少、定转子功率因数可调等优异特点。
为了更加适应满足稳定三相对称交流电输出以及交流母线电压总谐波畸变率更小，经综合考虑本设计选取该方案。
2.逆变器调压设计方案一：直流斩波器调压。
在确定逆变器的电源侧有较高功率的情况下，通过不可控整流器可以在直流环节中通过设置改变直流斩波器来进行对电压的调节。
方案二：逆变器自身调压。
采用不可控整流器的前提下逆变器能用自身的电子开关进行斩波控制以得到脉冲序列，通过改变输出电压脉冲列的脉冲宽度，完成对输出的电压的调节，该方法又被称为脉冲宽带调制（PWM）。
可控整流器调压方式与直流斩波器调压方式能够完成逆变器输出电压的调节，但PWM调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。
微型光伏逆变器设计要素及拓扑结构
微型光伏逆变器设计要素及拓扑结构1.微型逆变器设计要素与整个系统使用一个逆变器相比，为系统内每个太阳能电池组件都配备一个微型逆变器会再次提升整个系统的转换效率。
微型逆变器拓扑的主要好处是，即便其中一个逆变器消失故障，能量转换仍能进行。
设计微型逆变器需要考虑的要素如下：1）变换效率高。
并网逆变器的变换效率直接影响整个发电系统的效率，为了保证整个系统较高的发电效率，要求并网微型逆变器具有较高的变换效率。
2）牢靠性高。
由于微型逆变器直接与太阳能电池组件集成，一般与太阳能电池组件一起放于室外，其工作环境恶劣，要求微型逆变器具有较高的牢靠性3）寿命长。
太阳能电池组件的寿命一般为二十年，微型逆变器的使用寿命应当与太阳能电池组件的寿命相当。
4）体积小。
微型逆变器直接与太阳能电池组件集成在一起，其体积越小越简单与太阳能电池组件集成。
5）成本低。
低成本是产品进展的必定趋势，也是微型逆变器市场化的需求。
认真权衡这些高层次要求是确定MCU需要哪些功能的最好方法，例如，当并联太阳能电池组件时需要负载平衡掌握。
所选MCU 必需能检测负载电流以及能通过开/关掌握MOSFET上升或降低输出电压，这需要一个高速片上ADC来采样电压和电流。
对于针对光伏逆变器应用所设计的MCU，一个极具价值的特性是双片上振荡器，可用于时钟故障检测以提高牢靠性。
能够同时运行两个系统时钟的力量也有助于削减太阳能电池组件安装时消失的问题。
由于在微型逆变器设计中分散了如此多的创新，对MCU来说，其最重要的特性或许就是软件编程力量，该特性使得在电源电路设计和掌握中拥有最高的敏捷性。
片上集成恰当的掌握外设以及高模拟集成度是保证系统低成本的两个基本要素，为执行针对优化转换、系统监控和能量存储各环节中的效率所开发出的算法，高性能也是必需的。
2.微型逆变器拓扑结构微型逆变器的特别应用需求，打算了其不能采纳传统的降压型逆变器拓扑结构，如全桥、半桥等拓扑，而应当选择能够同时实现升降压变换功能的变换器拓扑，除能够实现升降压变换功能外，还应实现电气隔离；另一方面，高效率、小体积的要求打算了其不能采纳工频变压器实现电气隔离，需要采纳高频变压器。
毕业设计(论文)家用5kw离网型光伏发电系统的设计
摘要常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体，不但污染环境，而且无法长久稳定地提供能源，而核能源虽然属于新型能源，但是可使用量有限，其在消耗的过程中会产生放射性废料。
与现有的其他能源相比，太阳能可谓优势突出，来源充足、方便易得，光伏发电系统就是通过各种设备直接将其转换为电能的系统，因此开展针对光伏发电系统的研究对于合理高效利用资源、推动新型能源的开发、促进光伏发电系统的发展具有重要意义。
本文以研究离网型光伏发电系统为目标，以相关基本理论为基石，通过模块化设计，利用仿真工具进行模拟，实现了对该系统的深入研究。
以光伏电池、蓄电池、变换器、控制器等硬件模块和最大功率点跟踪原理及算法等理论作为研究基础，对系统的设计主要包括对太阳能电池板的配置和计算、蓄电池组的配置和计算、DC-DC变换器的设计、DC-AC逆变器的设计和控制器的设计等。
以负荷要求为根据，进行有关参量的计算，选取合适的先进硬件材料，确定光伏电池和蓄电池的串并联数目；考虑输入与输出的数量关系，考虑实际负荷要求，考虑各种因素的影响，选取合适的变换器；由于智能控制器能够完成对系统的自动控制，保证系统正常且高效运行，因此非常适合作为系统的控制环节。
借助MATLAB 的仿真功能，依据已知的对各个模块的工作原理、基本结构的分析与研究，实现了对5kW离网型光伏发电系统中多个模块的模拟仿真，仿真结果与理论结果相一致。
关键词：离网型光伏发电系统系统模块设计系统模拟仿真AbstractConventional energy would release a large number of harmful gas in the process of consumption, and it cannot be stable for a long time to provide energy. Nuclear fuel belongs to new energy source but non-renewable energy, and it would eject radioactive waste at work and damage to the environment, so solar energy resource has obvious advantages by comparison. Solar photovoltaic power generation system is able to convert solar energy into DC or AC power through a variety of equipment, thus, study of solar photovoltaic power generation system is of great significance to use resources efficiently and promote the development of photovoltaic power generation systems.Study of off-grid photovoltaic power generation system as the goal, through the design of off-grid photovoltaic power generation system modules, using simulation tools for simulation, the household 5 kw off-grid photovoltaic power generation system research is implemented in this paper. Hardware such as photovoltaic cells, battery, converter and maximum power point tracking principle and algorithm theory as a foundation for research, the household type 5 kw off-grid photovoltaic power generation system is designed, mainly including configuration and calculation for the solar panels, battery configuration and calculation, the design of DC-DC converter, DC-AC inverter and the design of controller. Based on load requirements, relevant parameters are calculated, suitable materials are selected and the number of series-parallel solar cells and battery is determined. Considering the relationship between input and output, actual load demand and the influence of various factors, appropriate converters are selected. Intelligent controller can realize the automatic control of the system and ensure the normal and efficient operation system, which is very suitable as the control link of the system. Using powerful simulation function of MATLAB/Simulink, on the basis of understanding of working principle and analysis and design for basic structure for each module, the simulation of photovoltaic cells, DC- DC converter and DC-AC inverter is realized and the simulation results are consistent with the theoretical results.Keywords:off-grid photovoltaic power generation system system module design system simulation目录摘要 (1)Abstract (2)图表目录 (6)第1章绪论 (1)1.1 课题的研究背景及意义 (1)1.2 研究现状 (3)1.2.1 我国太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 (3)1.2.2 国外太阳能光伏发电产业化现状与发展趋势 (6)1.3 本文研究内容 (8)1.3.1 课题研究内容和目标 (8)1.3.2 拟解决的关键性问题 (13)1.3.3 课题的创新性 (14)第2章太阳能光伏发电系统 (15)2.1光伏发电系统的组成 (15)2.1.1 光伏阵列 (15)2.1.2 逆变器 (15)2.1.3 蓄电池 (16)2.1.4 控制器 (16)2.2 光伏发电系统的分类 (18)2.3光伏电池 (20)2.3.1 光伏电池的分类 (20)2.3.2 太阳能电池的工作原理 (21)2.3.3 太阳能电池物理模型及基本特性 (21)2.4本章小结 (24)第3章最大功率点跟踪原理及算法 (25)3.1 最大功率点跟踪的意义 (25)3.2 最大功率点跟踪的原理 (25)3.3 最大功率点跟踪的方法 (28)3.3.1 恒定电压法 (28)3.3.2 干扰观测法 (29)3.3.3 三点重心比较法 (30)3.3.4 电导增量法 (32)3.4本章小结 (33)第4章家用5kW离网型光伏发电系统设计 (34)4.1太阳能电池板的配置与计算 (34)4.2 蓄电池组的配置与计算 (36)4.3 DC-DC变换器的设计 (38)4.4 DC-AC逆变器的设计 (40)4.4.1 逆变器的原理 (40)4.4.2 DC-AC逆变电路 (41)4.5 控制器的设计 (44)4.6 本章小结 (45)第5章家用5kW离网型光伏发电系统建模和模块仿真 (46)5.1仿真软件平台 (46)5.2光伏电池的仿真 (46)5.3DC-DC变换器软件仿真 (50)5.4DC-AC单相逆变器软件仿真 (54)5.5本章小结 (57)第6章结论与展望 (58)6.1结论 (58)6.2展望 (58)参考文献 (60)致谢 (63)图表目录图1-1 世界和我国常规能源耗尽年份图图1-2 世界和我国光伏电池的生产量图图1-3 全世界不同种类光伏电池的生产量图图1-4 家用4kW离网型光伏发电系统结构示意图图1-5 逆变电路基本电路构成图图1-6 多路光伏系统控制器的电路原理图图2-1 光伏发电系统示意图图2-2 直流负载直结型系统图图2-3 直流负载蓄电池使用型系统图图2-4 交流负载蓄电池使用型系统图图2-5 直、交流负载蓄电池使用型系统图图2-6 不考虑串并联电阻的PN同质结光伏电池等效电路图图2-7 考虑串并联电阻的PN同质结光伏电池等效电路图图2-8 光伏电池输出特性曲线图图2-9 太阳能电池光电转换过程中存在的各种类型的损耗图图3-1 光伏电池伏安特性曲线示意图-温度一定，光照强度变化图图3-2 光伏电池伏安特性曲线示意图-光照强度一定，温度变化图图3-3 光伏电池输出功率与端电压特性曲线-温度一定，光照强度变化图图3-4 光伏电池输出功率与端电压特性曲线-光照强度一定，温度变化图图3-5 光伏电池在不同光照强度下的特性曲线图图3-6 恒定电压法控制流程图图3-7 干扰观测法控制流程图图3-8 三点重心比较法可能情况汇总图图3-9 三点重心比较法流程图图3-10 电导增量法流程图图4-1 Buck-Boost变换电路原理图图4-2 开关管导通时Buck-Boost电路的等效电路图图4-3 开关管关断时Buck-Boost电路的等效电路图图4-4 Buck-Boost电路电感两端的电压及流过电感的电流波形图图4-5 单相桥式逆变电路图图4-6 工作电压波形图图4-7 单极性SPWM逆变电路的主电路原理图图4-8 SPWM调制电路原理图图4-9 SPWM调制波形图图4-10 单路旁路型过充放电控制器控制原理图图5-1 光伏电池模块仿真模型图图5-2 光伏电池模块的子系统图图5-3 光伏阵列输出电流曲线图图5-4 光伏阵列输出电压曲线图图5-5 光伏阵列输出功率曲线图图5-6 光伏阵列输出特性曲线图图5-7 光伏阵列伏安特性曲线图图5-8 DC-DC变换器模块仿真模型图图5-9 IGBT模块集电极电流和集射极电压波形图图5-10 二极管电流、电压波形图图5-11 系统变量波形图-占空比0.5图图5-12 系统变量波形图-占空比0.2图图5-13 系统变量波形图-占空比0.7图图5-14 DC-AC单相逆变器模块仿真模型图图5-15 逆变桥模块的输入电流波形图图5-16 逆变桥模块输入电流经过二阶模型高通滤波后的波形图图5-17 负载两端电压波形图图5-18 电压源两端电压波形图图5-19 负载与电源加和波形图表1-1 未来世界能源需求与再生能源可开发量表表1-2 最优光伏组件的成本分析表表1-3 全球光伏组件价格变化表表1-4 光伏电池发展阶段表表1-5 国家发改委通知规定的全国光伏电站标杆上网电价表表1-6 我国实现光伏电池组件成本和光伏发电电价降低的路线表表1-7 2006-2012年我国各年光伏发电系统累计装机容量及当年新增装机容量表表1-8 2000-2012年全球光伏发电系统累计装机容量及当年新增装机容量表表1-9 全球光伏发电系统累计装机容量前六名表表2-1 离网型光伏发电系统对逆变器的基本要求表表2-2 离网型光伏发电系统对逆蓄电池的基本要求表表2-3 离网型光伏发电系统对逆蓄电池的基本要求表表2-4 现阶段光伏发电系统控制器分类表表2-5 光伏电池分类表表4-1 蓄电池常用字母含义表第1章绪论1.1 课题的研究背景及意义常规能源在消耗的过程中会产生多种有害气体，不但污染环境，而且无法长久稳定地提供能源，而核能源虽然属于新型能源，但是可使用量有限，其在消耗的过程中会产生放射性废料。
微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略
微网的光伏系统并网运行和离网运行的控制策略【摘要】光伏微网逆变器分为并网运行和离网运行双模式。
本文详细分析和研究微网逆变器的控制策略，确定了在离网工作模式下的电压闭环控制策略和在并网工作模式下的瞬时电流控制策略。
根据选定的控制策略分别对其控制系统进行了建模仿真和相关参数的设计，并利用Matlab/Simulink软件对并网和离网模式以及两种模式之间的相互切换进行仿真，仿真结果证明了本文所采用的控制方法的正确性和有效性。
【关键词】光伏微网；微网逆变器；并网；离网微网是一种由负荷和各种微型电源共同组成的系统，它可以同时提供电能和热量。
光伏微网发电技术是介于离网型光伏发电和并网型光伏发电之间的前沿技术，既结合了两种技术优点，又克服了并网型光伏发电只能将能量输送到电网所带来的缺陷，并且可以解决离网型光伏发电效率低下的问题，在国际上受到了广泛的重视，有实际的研究价值。
1.微网逆变器的工作模式1.1 并网工作模式在太阳光照充足的情况下，微网逆变器一般工作于并网模式，除了保证本地重要负载正常工作外，还可把多余的电能输送给电网，可等效于传统的并网型逆变器。
根据控制对象的不同，并网逆变器的输出控制方式有电压控制和电流控制两种，在逆变器与电网进行并联运行时，电网可看作一个容量无穷大的交流电压源，如果用电压型控制，则与电网之间很容易产生环流，所以并网逆变器的输出经常采用电流型控制，只要将逆变器的输出电流跟踪电网电压，同时设定输出电流的大小，就可以实现稳定并网运行，其控制方法相对简单，效果也较好。
1.2 离网工作模式具有离网单独运行的能力是微网逆变器最重要的特点之一。
当电网出现故障时，信号采样电流检测到电网故障，发出电网故障信号，经过DSP处理，发出指令，微网逆变器切换到离网模式，通过断开静态开关，利用蓄电池的储能，为本地重要负荷提供不间断供电，保证重要负荷供电的可靠与稳定。
微网逆变器离网运行的输出控制法也可分为电流型控制法和电压型控制法。
适用于微网运行的太阳能微逆变器设计
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5KW并网发电系统方案
1
一、光伏發電系統設計
系統設計參數
光伏陣列峰值功率（W） 4600 光伏陣列占地面積（m2） 並聯路數*串聯組件數 逆變器數量 36 (24PCS 195W單晶)
40 （20PCS 220W多晶）
2*12（或2*10） 1
最大輸出交流功率（W） 4600 逆變器轉換效率 歐洲轉換效率 最佳傾斜角度（°） 97.5% 97% 按地點定（詳見以下表格）
9
3.支架
太阳能支架材質一般分为角铁烤漆、镀锌槽钢及全铝三种，支架需具有防生銹、 抗颱風、抗雪災等功效。據安裝地點來定，支架可分為：地面式、屋面式、牆面式、 便攜式。具体安装方式可據當地緯度來調節傾斜角度。 角铁型支架属于低档型。一般用于简易型光伏发电系统。因做过粗糙（电焊）， 此类支架成本低，但牢固性、抗台风及抗雪灾性均不强。
七、系統的維護
為保證系統发电量，用戶需定期清潔組件表面灰塵、樹葉等雜物，以保證 最佳發電效果。若系统运行出现故障，必须由专业人员进行维修，保证安全。
八、25年發電量測算及节能减排一览表
發電量計算：組件每5年衰減5%，線損0.5%，逆變器0.5%，灰塵、樹葉等遮擋損耗5% 按峰值日照4小時，每年陰雨天20天，則5年發電量為：4.6*4*（1-5%）*（365-20）*5=30153度
將24PCS 36V/195W單晶 硅組件（或20PCS 30V/230W 多晶組件）分12PCS（或10PCS） 串聯組成一個電池方陣，共兩個 方陣，後接入4.6KW雙路MPPT 非隔離並網型逆變器，逆變器 AC輸出經交流防雷配電櫃、電 錶后並網公共電網,雙向計量電 錶計量買電、賣電情況。同時， 逆變器通訊接口連接監控系統， 實時監控系統運行情況。
SUNSEED 5000TL 5KW 并网型太阳能光伏逆变器监控系统设计与试验
CH A N G C H U N IN S T I T U T E OF TE C H N O LO G Y开题报告设计题目：SUNSEED5000TL5KW并网型太阳能光伏逆变器监控系统设计与试验2017年3月25日第一章选题依据1.1设计目的及意义随着我国社会主义市场经济的高速增长，新能源的开发和与利用越来越受到人们的重视。
太阳能的大规模应用将是21世纪人类社会发展进步的一个重要标志，太阳能以其清洁环保，可以有效降低二氧化碳的排放，减少对化石能源的使用，响应21世纪绿色生活、绿色能源的号召，并且蕴藏丰富等优点逐步得到了开发与利用，是新能源领域最近十多年发展起来的一个重要方向。
我国是能源消耗大国，每年的煤炭、石油消耗量都居世界前列，因此很有必要开发太阳能以减少对不可再生资源的消耗，所以加大对太阳能资源的利用非常必要，由于我国地域辽阔，太阳能资源十分丰富，据统计[]1我国太阳辐射量高达5000MJ/m2，年日照时数大于2000h，绝大多数的地区年平均日照辐射量在4kwh/m2以上，太阳能理论储量达到每年17000亿吨标准煤，因此我国具备对太阳能资源开发利用的良好条件[]2政府已经制定了长远的光伏产业发展计划，在政策上给予了光伏产业巨大的扶植。
目前，我国已经成功实施了“阿里光电计划”、“阳光计划”、“科学之光”计划，极大的促进了我国的光伏事业的发展。
光伏逆变器作为太阳能利用中主要的能量变换装置，是目前研究和发展的重要环节，其性能的好坏，直接影响着太阳能利用效率的高低。
并网发电系统的最大优点就是不用蓄电池中间储能，使系统简化且易于维护，避免了易耗组件的使用，从而降低了光伏电站建设和维护费用。
在此背景下，对太阳能并网发电系统中的光伏逆变器进行了深入的研究，最大限度的利用太阳能，无污染反馈电网为主要目标，采用电流反馈控制方式，并对传统逆变器主电路进行改善，开展了太阳能并网发电系统的理论和试验研究，对太...展开随着我国社会主义市场经济的高速增长，新能源的开发和与利用越来越受到人们的重视。
德州仪器（TI）5KW微网逆变器系统设计方案
德州仪器（TI）5KW微网逆变器系统设计方案基于TI微处理器的微逆变器设计方案微网逆变器系统将可再生能源(如太阳能，风能，水能，地热能，生物质能等)转变为与电网同频、同相的交流电，优先输送给当地负荷供电，剩余的电能馈入电网。
微网逆变器系统主要包括：光伏组件、蓄电池组、蓄电池充放电设备、DC/DC变换器、微网逆变器、静态开关等。
5kw微网逆变器系统结构如图1所示。
图15KW微逆变器系统结构微网逆变器是微网逆变器系统中的关键部分。
微网逆变器输出为三相交流电，具有并网和独立运行两种工作模式。
微网逆变器主电路采用智能功率模块进行逆变，产生三相交流电通过三相变压器(Δ-γ)进行隔离升压，并变成三相四线输出。
静态开关和电能计量设计静态开关是微网逆变器系统中的重要组成部分。
静态开关由三组双向可控硅、两个空气开关以及一个断路器组成，其闭合和断开的驱动信号由DSP产生。
正常工作时，开关Switch1、Switch2、Switch3、Switch4同时闭合，为当地负荷提供电能;当出现电网缺相、电压严重跌落等非正常状况时，由DSP检测出异常情况，做出判断决策，并控制开关的开通与0关断。
这时，开通Switch1和Switch2，关断Switch3，保证重要负荷的供电。
当逆变器发生故障时，立即断开Switch1，逆变器退出，同时断开Switch4，由电网对重要负荷供电。
当逆变器故障消失时，在与电网同步后，开通Switch1，再闭合Switch4，恢复对当地负荷的供电。
当需要检修逆变器时，先断开开关Switch2，检修完成后，重新闭合Switch2。
DC/DC变换器方案设计DC/DC变换器采用Boost拓扑，实现直流电压的升压功能和蓄电池的最大功率点跟踪(MPPT)。
PWM驱动信号由DSP产生，通过采集太阳能电池板的输出电压和电流，计算瞬时输出功率，不断与前一时刻的输出功率相比较，来跟踪太阳能电池板的最大输出功率。
蓄电池充放电设备设计蓄电池充放电设备的硬件电路采用Buck-Boost拓扑，驱动信号由PIC单片机产生。
5kW小型逆变电源主体结构设计
5kW小型逆变电源主体结构设计摘要：现在人们的生活已经离不开电能源，电能对广大群众的出行已经紧密联系。
很多城市和农村用电基本上都是直接从国家电网直接获得，电网局将电直接接入家家户户，但是，还有很多场合不能直接使用电网局的电，不能将电能直接用线连接到用电地点，比如环境恶劣的山区，航海等，对于这些需要用电，但是没有能接入的电网，就要用到电源设备，通过电源将电蓄积起来，等到需要用电的时候再将电能释放出来，尤其现在太阳能发电设备，在国家很多地方越来越普及，使用的用户也越来越多，这样就很容易的解决了条件艰苦的地区和电网无法普及的地方的用电问题。
关键词：5kW小型逆变电源；电源；主体结构设计引言：国家近年来提出要用科技来让国家变得强大，要加大科技的投资力度，现在很多企业也在紧跟时代的发展，企业也在转型，大力发展科技，提高自身的技术能力，但是，很多高科技的技术所需要的研发器材，以及需要使用的设备很多的电源需求并不是普通家用电器所需要的，更不是国家电网所能提供的，这就需要企业自己使用逆变电源，将普通供电频率，以及普通供电电压等等参数，企业使用逆变电源调节相关参数，将电源的输出参数调节到用电设备所需要的频率段，这样就解决了自己的用电问题，同时还保证了用电设备的安全稳定工作。
一、逆变电源主体结构设计逆变电源的变化频率段有低频率和高频率之分，低频逆变电源，发生逆变的变换表达方式是，DC→AC的逆变，也就是将直流电源，通过设计的逆变电路，经过变压器，以及滤波器等一些列缺一不可得设备，经过逆向变压，最终让输出的电压频率，和工作频率互等[1]。
这样经过逆变电源，提供的电压就能达到所需要的额定值。
想利用低频逆变电源提供逆变效果，可以采用全桥式，工频逆变器，经过合理设计，最终达到预期的效果。
全桥式电路，是由两个两对的功率管组成的，功率管相互连接，组成通路来实现，并且每一对功率管各自导通180度，如果使用双极性，SPWM来驱动，两对桥臂各自导通180度，各自单独驱动每组，信号的脉冲波变化规律是正弦函数规律变化的，也就是SPWM波。
5kw并网光伏发电系统设计
光伏发电应用技术课程设计一、任务：家用并网型的光伏发电系统二、赣州的资料收集1、地理资料：分析所处地市的地理特征和气候特点，如下示例：赣州市中心位于北纬25.9度，东经115度，海拔是124米，地处南岭、武夷、诸广三大山脉交接地区，地势四周高，中间低，地貌以丘陵、山地为主，于赣江上游，江西南部，是江西省最大的行政区。
属典型的亚热带湿润季风气候，农业自然资源丰富，赣州市地处中亚热带南缘,属亚热带丘陵山区湿润季风气候区。
赣州气候宜人,雨量充沛,无霜期长，3－5月，冷暖气流在赣南频繁交汇，天气变化无常，时冷时热，阴雨常现，6月全市平均雨量为254.3毫米，水汽充足，盛夏7—8月，中部盆地白天最高气温一般都在36℃以上，但早晚气温一般均在30℃以下，10－11月中旬约一周时间，常受北方南下的高压控制，大气层结稳定，天气晴好。
月平均雨日只有6－8天，月平均气温14－21℃，月平均相对湿度70－80%，是全年阴雨日数最少、温和气爽最宜人的季节。
赣南纬度较低，北面有高山阻拦冷空气直驱南下，入冬较迟，冻害较轻；又常受北方干冷空气团控制，少有云雨形成。
白天太阳照射，气温较高；晚上辐射冷却，气温可降至零下，形成霜冰浇冻。
受强寒潮袭击时，可产生固体降水或冰凌天气，但机率很小，平均每年降雪日数只有1－2天。
2、气象资料工程地气象资料表项目月份空气温度相对湿度每日太阳辐射风速地面温度℃% kWh/m2/Day m/s ℃一月8.1 76% 3.3 1.6 7.2 二月9.8 79% 3.34 1.6 8.2 三月13.6 81% 3.62 1.6 10.7 四月19.6 80% 3.5 1.5 16.4 五月23.8 80% 3.5 1.5 20.5 六月27.1 78% 3.3 1.7 23.9 七月29.3 71% 2.8 1.9 25.5 八月28.8 74% 3.1 1.6 25.3 九月25.8 75% 3.25 1.6 22.5 十月21.2 73% 3.01 1.6 17.7 十一月15.4 72% 2.95 1.4 11.8 十二月10.3 71% 2.95 1.4 6.9 年平均19.4 76% 3.39 1.6 16.5赣州气候资料气象站位置：北纬 25.9 度，东经 115.0 度，海拔 124 米气候资料日期1月2月3 月4 月5 月6 月7月8 月9月10月11月12月平均最高气温(摄氏度)1961-1990 12.5 13.4 17.9 23.7 28.4 31.1 34.5 34.2 30.8 25.9 20.0 14.9平均气温(摄氏度)1961-1990 8.1 9.4 13.8 19.4 24.0 26.8 29.5 29.0 26.1 21.2 15.4 10.0平均最低气温(摄氏度)1961-1990 5.0 6.6 10.7 16.1 20.7 23.5 25.7 25.2 22.6 17.6 11.9 6.5降雨量(毫米)1961-1990 61.2 95.5 160.7 200.5 214.6 209.1 96.7 122.7 93.3 76.1 53.8 38.3 降雨日数*1961-1990 7.2 10.6 13.6 14.4 14.3 12.3 8.0 8.7 7.1 5.7 5.3 5.1 日平均日照(小时)1961-1990 3.3 2.7 2.6 3.5 4.8 5.7 8.8 8.2 6.4 5.5 4.8 4.63、用户负载信息编号负载名称负载功率（W）每日工作时间（h）每日耗电（Wh）1 电视机500 6 30002 冰箱 45 24 10803 电饭煲900 3 27004 风扇150 3 4505 照明灯3006 18006 电磁炉 1200 3 36007 洗衣机850 1 8508 饮水机150 3 450合计4095 46 13930 工作电压（V）直流侧交流侧220V备用天数（d）三、太阳能光伏系统组件：三、太阳能光伏发电的工作原理及系统组件：1、太阳能光伏发电的工作原理：太阳能光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
5kW并网型可调度式光伏发电系统设计资料
辽宁工业大学光伏发电技术课程设计（论文）题目： 5kW并网型可调度式光伏发电系统设计院（系）：专业班级：学号： 121806015学生姓名：指导教师：（签字）起止时间： 2015.12.14-2015.12.25课程设计（论文）任务及评语院（系）：新能源学院教研室：电气教研室Array注：成绩：平时40% 论文质量60% 以百分制计算摘要近些年来，能源问题迫使世界各国对新能源开发和利用。
太阳能因其自身的优势成为最有前途的一种新能源。
将太阳能转换为电能越来越多的成为人们关注的焦点，只要成功，前途无量。
但太阳能光伏发电仍旧存在着一些缺点，如成本高、能量转换率低，需要不断地改良，优化。
对于光伏发电而言，并网模式是将其效率最大化最为理想的方式，因此要做好并网光伏发电系统的设计优化，才能满足电网对发电质量的要求，以及本身的安全运行。
本文先对光伏发电进行了回顾，而后重点介绍了并网光伏发电系统，并提出了并网光伏发电系统设计的优化建议。
关键词：无线传感器网络；室内定位；RSSI；加权质心；混合定位目录第1章绪论 (1)1.1光伏发电系统概况 (1)1.2本文研究内容 (2)第2章光伏发电系统总体设计 (3)第3章发电系统设备选择及设计 (4)3.1太阳能电池板的选择 (4)3.2蓄电池参数计算及选择 (5)3.3逆变器设计 (6)3.4汇流箱设计 (9)3.5并网逆变器控制保护设计 (11)第4章总结 (13)参考文献 (14)附录A 光伏并网系统结构图 (16)附录B 并网发电系统原理图 (17)第1章绪论1.1光伏发电系统概况地球表面每年接受太阳辐射能量高达5.4*1024J，若能将其中的十万分之一转化为电能，就可以满足目前全世界的能耗需求，因此，太阳能发电对缓解日益严重的环境和能源危机具有特别重要的意义，太阳能发电主要指光伏发电。
据统计资料显示，目前光伏发电系统中，接近99%的安装容量为并网应用，这是因为并网应用相对独立光伏系统有成本低和免维护等优势，并网式光伏发电系统式当今发展方向，全世界并网式光伏系统年增长率约为25~30%。
5kW三相电压源型逆变电路设计 - 副本 - 副本
辽宁工业大学交流调速控制系统课程设计（论文）题目：5kW三相电压源型逆变电路设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化104学号： 100300111学生姓名：张飞指导教师：（签字）起止时间： 6.24-7.7课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号 100300111学生姓名张飞专业班级自动化104课程设计（论文）题目5kW 三相电压源型逆变电路设计课程设计（论文）任务课题完成的功能：本课程设计是完成微机控制下的三相电压源型逆变电路，该逆变电路中以绝缘栅双极晶管IGBT 作为开关器件，采用单片机作为微机控制核心，实现IGBT 驱动信号的设计。
设计任务及要求：（1）完成电压源型逆变电路主电路设计，包括直流电压源输入、分立搭建IGBT 器件、三相逆变电路输出及相关辅助电路。
（2）完成IGBT 驱动电路设计，要求选择东芝公司的TLP 系列、（如三菱公司的M597系列、富士公司的EXB 系列、东芝公司的TLP 系列、法国汤姆森公司的UA4002系列等），完成驱动电路与主电路的接口设计及相关保护电路的设计。
（3）完成控制电路设计，包括单片机最小系统、与上面驱动电路的控制接口及软件流程图设计。
（4）撰写课程设计说明书（论文）。
技术参数：额定输入电压：直流DC220V ；输入电压范围：±15%；输入最大电流值：30A ；连续工作功率输出：5kW ；逆变输出电压：三相380VAC±2%；逆变输出波形：全正弦波；逆变输出频率值：50Hz±0.5%；转换效率：93%；功率因数：0.99 进度计划（1）布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2天） （2）对系统各组成部件进行功能分析（3天） （3）系统电气电路设计及调试设计（3天） （4）撰写、打印设计说明书及答辩（2天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日摘要三项电压源逆变电路从出现到发展已经有很多年了，它的应用也已经不只是普通的应急设备了，它在节能、变频调速以及改善电源质量等很多方面被广泛利用。
《2024年微电网中双模式逆变器切换控制的研究》范文
《微电网中双模式逆变器切换控制的研究》篇一一、引言随着可再生能源的日益普及和微电网技术的发展，双模式逆变器在微电网系统中的地位逐渐突出。
这种逆变器可以实现在并网和独立工作模式下的高效转换与供电。
本篇论文将对微电网中双模式逆变器的切换控制技术进行研究，通过探讨其关键技术与设计思路，为微电网系统的稳定运行提供理论支持。
二、双模式逆变器概述双模式逆变器是一种能够根据微电网的运行状态，在并网模式和独立工作模式之间进行切换的逆变器。
在并网模式下，逆变器与主电网相连，充分利用可再生能源，提高供电效率；在独立工作模式下，当主电网出现故障或无法供电时，逆变器能够独立运行，保证微电网系统的稳定供电。
三、切换控制技术分析（一）切换控制策略双模式逆变器的切换控制策略是实现其高效运行的关键。
在并网模式下，逆变器应能够实时监测主电网的电压、电流等参数，确保供电的稳定性和可靠性；在独立工作模式下，逆变器应能够根据微电网的负载变化，自动调整输出功率，保证供电的连续性。
（二）切换控制算法为了实现双模式逆变器的平滑切换，需要采用合适的切换控制算法。
目前常用的算法包括模糊控制算法、神经网络控制算法等。
这些算法可以根据微电网的运行状态和逆变器的运行参数，实时调整切换控制策略，确保系统的稳定运行。
四、设计思路与实现方法（一）硬件设计双模式逆变器的硬件设计是确保其正常运行的基础。
硬件设计应包括主电路、控制电路、保护电路等部分。
主电路负责实现电能转换，控制电路负责实现切换控制策略，保护电路则用于保护系统免受过载、短路等故障的损害。
（二）软件设计软件设计是实现双模式逆变器智能化的关键。
软件设计应包括数据采集、数据处理、控制策略实现等部分。
数据采集用于获取微电网的运行状态和逆变器的运行参数；数据处理用于对采集的数据进行分析和处理，为切换控制策略提供依据；控制策略实现则根据处理结果，调整逆变器的运行状态，实现平滑切换。
五、实验验证与结果分析为了验证双模式逆变器切换控制技术的有效性，我们进行了实验验证。
5KW离网型光伏逆变器的设计
智能建筑电气文献综述院（系）：新能源学院专业班级：学号：学生姓名：5.1 辅助电源设计 (25)5.2 系统检测与保护电路设计 (28)5.2.1 直流电压电流采样电路 (28)5.2.2 交流电压与频率的采样 (29)5.2.3 温度检测电路 (30)5.2.4 功率驱动模块IGBT (30)5.2.5 逆变器保护电路设计 (33)6系统软件设计 (35)6.1 系统主程序设计流程 (35)6.2 设计 (36)6.3 A/D中断程序的设计流程 (37)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (43)附图 (44)1绪论1.1 本课题的意义目前传统的石化能源与经济、环境的矛盾越来越突出。
能源是经济与社会发展的基本动力但由于常规能源的有限性和分布不均匀性造成世界上大部分国家的能源供应不足不能满足经济可持续发展的需要。
从长远来看全球已探明的石油储量只能用到2020年天然气也只能延续到2040年左右即使储量丰富的煤炭资源也只能维持二、三百年。
而传统的石化能源所带来的环境问题也令人担忧。
每年有数十万吨二氧化硫和二氧化碳等有害物质排向空间使大气环境遭到严重污染直接影响居民的身体健康和生活质量局部地区形成严重的酸雨区又严重污染水土。
同时由于排放大量温室气体而产生的温室效应已引起全球气候恶化。
发展可再生能源已成为全球课题。
而综观可再生能源种类风能、生物能、太阳能中太阳能的利用前景最好潜力最大。
近30年来太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。
而其中的太阳光伏发电是世界上节约能源、倡导绿色电力的一种主要的高新技术产业。
发展光伏产业已经成为全球各国解决能源与经济发展、环境保护之间矛盾的最佳途径之一。
而随着我国光伏发电系统的迅速发展尤其是光伏屋顶计划的实施国内对离网型光伏逆变器的需求将越来越大。
离网型光伏发电系统主要是由光伏电池阵列、控制器、逆变器、储能装置等环节组成其中逆变器则是光伏系统中重要的器件之一其可靠性和转换效率队推行光伏系统、降低系统造价至关重要。
5kW三相电压源型逆变电路设计
交流调速控制系统课程设计（论文）题目：5kW三相电压源型逆变电路设计院（系）：电气工程学院专业班级：自动化104学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：自动化注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名自动化104课程设计（论文）题目5kW 三相电压源型逆变电路设计课程设计（论文）任务课题完成的功能：本课程设计是完成微机控制下的三相电压源型逆变电路，该逆变电路中以绝缘栅双极晶管IGBT 作为开关器件，采用单片机作为微机控制核心，实现IGBT 驱动信号的设计。
设计任务及要求：（1）完成电压源型逆变电路主电路设计，包括直流电压源输入、分立搭建IGBT 器件、三相逆变电路输出及相关辅助电路。
（2）完成IGBT 驱动电路设计，要求选择东芝公司的TLP 系列、（如三菱公司的M597系列、富士公司的EXB 系列、东芝公司的TLP 系列、法国汤姆森公司的UA4002系列等），完成驱动电路与主电路的接口设计及相关保护电路的设计。
（3）完成控制电路设计，包括单片机最小系统、与上面驱动电路的控制接口及软件流程图设计。
（4）撰写课程设计说明书（论文）。
技术参数：额定输入电压：直流DC220V ；输入电压范围：±15%；输入最大电流值：30A ；连续工作功率输出：5kW ；逆变输出电压：三相380VAC±2%；逆变输出波形：全正弦波；逆变输出频率值：50Hz±0.5%；转换效率：93%；功率因数：0.99 进度计划（1）布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2天） （2）对系统各组成部件进行功能分析（3天） （3）系统电气电路设计及调试设计（3天） （4）撰写、打印设计说明书及答辩（2天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字： 年 月 日三项电压源逆变电路从出现到发展已经有很多年了，它的应用也已经不只是普通的应急设备了，它在节能、变频调速以及改善电源质量等很多方面被广泛利用。
5kW燃料电池分布式并网发电系统设计
当选择 β＝1－α 时，可将加权电流反馈控制函数简化
为一阶系统传递函数：
Gi12（s）=
i12（s） ui（s）
=
1 Ls
（2）
为了提高并网输出电流幅值精度， 在电流控制
环中也加入了有功、无功电流幅值控制外环。
图 2 系统主电路结构
3 系统控制设计
在燃料电池分布式并网发电系统中，前级 DC/DC
变换器采用电压反馈控制，控制直流母线电压。逆变
逆变器主要参数为： 输出电压及电网电压均为有效
值 220 V/50 Hz； 两 个 滤 波 电 感 1.5 mH， 滤 波 电 容
7 μF；开关频率 16 kHz。 能量管理单元主要参数为：
超级电容 33.3 F，工作电压范围 50～85 V；采用耦合
电感，电感量为 4.5 μH，耦合系数 0.25；高频滤波电
器工作于独立运行模式时，采用电压反馈双环控制，
内环控制输出电压瞬时波形， 外环控制输出电压有
效值。其控制器设计与常见的电压控制器差别不大，
限于篇幅，这里不做详细介绍。
3.1 基于加权平均电流反馈的并网电流控制
在所述燃料电池发电系统中， 设计并网滤波器
必须兼顾两方面要求：①必须使得逆变器能够工作
于并网逆变和独立运行两种工作模式；②需要有足
这里期望燃料电 池 输 出 电 流 IFC 只 跟 踪 负 载 电 流 io 的低频变化， 高频成分由能量管理单元检测并
25
第 43 卷第 10 期 2009 年 10 月
电力电子技术 Power Electronics
Vol.43 No.10 October，2009
提供，根据燃料电池输出特性，最终选择高通滤波器 转折频率为 1/3 燃料电池频率。
广西5kw太阳能并网光伏发电系统设计及实际运行报告
太阳能并网光伏发电系统5kW 屋顶并网光伏发电系统的设计方案及运行跟踪1 系统原理屋顶光伏并网发电系统就是将太阳能电池板安装在屋顶上，系统与常规电网相连，共同承担供电任务。
当有阳光时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电转变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。
在没有太阳的时候，负载用电全部由电网供给。
2 项目综述2.1 项目简介该项目预计安装在广西平南县城区某商品房建筑屋顶 5 kW 光伏发电系统设计方案。
该建筑预期利用面积为 36 m2，整体面向正南偏西30度，拟利用区域为该商品楼楼外楼梯顶部，该楼梯全水泥浇筑，承重无问题，也无屋顶防水问题，拟采用光伏发电并网型，光伏发电并网系统设备主要有屋顶方阵组件、逆变器、交流保护开关、直流开关和计量仪器等。
2.2 光伏组件方阵最佳倾角的确定注：气象数据来源于中国建筑热环境分析专用气象数据集软件。
平南位于北纬 23°30′,基本位于北回归线附近，四季分明，水量充沛，光能资源充足，年辐射量约为4200MJ/㎡，年峰值日照小时数为1160 h左右。
根据光伏设计软件计算，光伏组件方阵最佳倾角为23度。
考虑到实际家庭用电情况以及平南地区冬季阴雨较多情况，实际安装倾角采用15度安装，倾向夏天发出更多的电量。
2.3 逆变器的选择并网逆变器是光伏发电系统的核心部件和技术关键。
并网逆变器可将光伏组件发出的直流电转换为交流电，并且还可以对转换的交流电的频率、电压、电流、相位、有功和无功、电能品质（电压波动、高次谐波）等进行控制。
项目根据安装容量选择Hosola 5000MTL 逆变器，采用专利H4C全新拓扑结构，宽电压范围MPPT，最大电压达到550V，最大转换率97.4%，MPPT跟踪精度高达99.9%。
最大功率点电压可达500V，可串联更多的电池板，减少直流端损耗；无线网络监控，随时能监控设备运行状况。