5kW并网型可调度式光伏发电系统设计

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： *********

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 注：成绩：平时40% 论文质量60% 以百分制计算

学 号 121806015

学生姓名

白雪峰

专业班级

电气光伏121

课程设计（论文）题目

5kW 并网型可调度式光伏发电系统设计

课程设计（论文）任务

并网型可调度式光伏发电系统包括发电、储存、逆变、输出并网五环节，每个环节根据需要可独立或与其它部分组合成一体。最大发电功率5kW ，储能达

10度电，输出电压220V 。设计过程中，需要计算的要有计算依据和过程。

主要设计内容：

1. 太阳能电池板设计及选择

2. 储能蓄电池设计及选择

3. 逆变器设计及选择

4. 汇流设备设计及选择

5. 并网方法及设备设计 进

度计划

第1天 查阅收集资料 第2天 总体设计方案的确定 第4天

太阳能电池板设计及选择

第5天 储能蓄电池设计及选择 第6天 逆变器设计及选择 第7天 并网方法及设备设计 第8天

汇流设备设计及选择

第9、10天 设计说明书完成 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

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%。

并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置，将光伏电池的电能转换成交流电能并传输到电网上，在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用，现代逆变技术为光伏并网发电的发展提供了强有力的技术和理论支持。并网逆变器正朝着高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展。并网逆变器性能的改进对于提高系统的效率、可靠性，提高系统的寿命、降低成本至关重要。

近几年，随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持，全球光伏发电逆变器的销售额逐年递增，光伏发电用逆变器进入了一个快速增长的阶段。但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜分，欧洲式全球光伏市场的先驱，具备完善的光伏产业链，光伏逆变器技术处于世界领先地位。SMA是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业（德国市场占有率达50%以上），约占全球市场份额的三分之一，第二位是Fronius。全球前七位的生产企业占领了近70%的市场份额。

目前国内光伏并网逆变器市场规模较小，国内生产逆变器的厂商众多，但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多，但是不少国内企业已经在逆变器行业已经研究多年，已经具备一定的规模和竞争力，但在逆变器技术质量、规模上与国外企业仍具有较大差距，目前具有较大规模的厂商有合肥阳光、北京科诺伟业、北京索英、志诚冠军、南京冠亚、上海英伟力新能源科技有限公司等企业。目前这些企业用于光伏系统的产量呈逐年上升的趋势。

国内市场规模虽然较小，但未来光伏电站市场的巨大发展空间和发展潜力给国内企业带来发展的历史机遇。目前国内光伏逆变器主要被阳光电源、艾思玛、KACO等品牌所占领，国外企业多数通过代理渠道进入国内市场，由于售后服务提供难度大整体市场占有率不高。2008年统计数字显示，合肥阳光电源公司占据70%以上的光伏逆变器市场份额，国内重点光伏项目大功率产品几乎全部选用国内产

品。

从技术方面来看，国内企业在转换效率、结构工艺、智能化程度、稳定性等方面与国外先进水平仍有一定差距，目前我国在小功率逆变器技术上与国外处于同一水平，在大功率并网逆变器上，大功率并网逆变器仍需进一步发展。

1.2本文研究内容

本文对光伏并网发电的现状进行了全面的调查分析，就光伏并网发电系统中面临的主要问题进行了详细的分析研究，并设计一种小功率光伏并网发电装置。介绍了光伏逆变器中应用的各种拓扑结构，并分别进行了分析比较，确定设计装置的主电路及整体控制结构。探讨了最大功率点跟踪的几种方法和在系统中的具体实现方式。分析研究了光伏并网发电系统中的防孤岛效应，并在本文设计的系统中得了验证。介绍了并网逆变的几种控制方法并对其优缺点进行了分析比较，并就一种方法在本文设计的系统中进行了实现。最后对并网逆变器的设计过程进行了阐述，并给出了实验波形。