太阳能光伏并网发电系统的研究开 题 报 告

福建农林大学

本 科 毕 业 设 计 开 题 报 告

设 计 题 目： 太阳能光伏并网发电系统的研究

姓 名：____ 吴福川 ______

专 业 年 级：____ 09 __ 学 号：______ 091203025 __ _ 指 导 教 师：______ 刘银春 _ ___ 时 间：_2013 年 _1 月 3 日

一、本设计课题的目的意义 众所周知，能源是经济与社会发展的主要动力，但由于常规能源的有限性与分布不均匀性，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，而且传统的化石能源所带来的环境问题也令人担忧[1]。其燃烧后产生的气体，不仅对大气造成污染，甚至局部严重地区形成酸雨，又造成水土污染。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[2]。因此人们将目光转向了可再生能源与清洁能源，而太阳能由于其潜力大、无污染、廉价以及取之不竭用之不尽的特性进入了人们的视线。目前，太阳能的应用领域非常广泛，光伏发电是一个重要方面 [3]。 太阳能光伏发电是太阳能利用的一种重要形式，与化石能源、核能、风能和生物能发电技术相比，光伏发电具有一系列特有的优势，主要可归纳如下[4]： 1）发电原理具有先进性：即直接从光子到电子转换，没有中间过程（如热能—机械能、机械能—电磁能转换等）和机械运动，发电形式极为简洁。 2）太阳能资源的无限性和分布特性。 3）光伏发电与自然的关系：没有燃烧过程，不排放温室气体和其他废气，不排放污水，环境友好，做到真正的绿色发电。 4）整个发电系统没有机械旋转部件，不存在机械磨损，无噪声；建造和拆卸相对简单；发电性能稳定，使用寿命长（30年以上）;维护管理可实现微机控制。 由于太阳能光伏发电目前的成本较高，其大规模推广应用还存在一定困难，但是，从长期来看，随着技术的进步，以及其它能源利用形式的逐渐饱和，到2050年前后，太阳能将成为主流能源利用形式，有着不可估量的发展潜能[5]。 参考文献： [1] 林安中，王斯成.国内外太阳能电池和光伏发电的进展与前景[J].太阳能学报 1999(特刊），68~74 [2] 赵玉文.光伏发电是未来最重要的战略能源[E].中山大学讲座，2004,10 [3] 斐郁.我国可再生能源发展战略研究[D].辽宁师范大学，2004,5 [4] 陈劲松.人类理想能源-太阳能发电[J].百科知识，总第228期 [5] 张兴，曹仁贤.太阳能光伏并网发电及其逆变控制[M].北京：机械工业出版社， 2011,5：1~2 二、本设计课题的主要设计内容、预期设计结果和拟解决的关键问题 主要设计内容： 1. 了解我国能源的现状 2. 了解太阳能光伏发电技术的国内外研究现状 3. 对太阳能光伏发电理论进行较为系统的研究 4. 对太阳能光伏并网发电系统进行研究 5. 用MATLAB对光伏并网发电系统中的重要部分进行仿真 6. 对光伏发电的优缺点进行对比 预期设计结果： 对我国的能源现状有比较清楚的了解，了解国外最近一段时期内对太阳能及其发电技术的研究状况。并且对光伏并网发电系统进行研究，对结果进行分析。 拟解决关键问题： 1. 阐明不同结构的光伏发电系统的性能和特点。 2. 分析太阳能电池的工作特点，分析获得太阳能电池最大功率点的方法。 3. 分析逆变器的工作原理和控制方法，解释PWM的工作原理和工作特性 4. 设计太阳能发电装置的监控系统，包括温度采集、工作时间、数据存储、设计了液晶芯片用来显示上述数据 三、设计方法和步骤 1．方法 光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成。首先，对太阳能电池的工作原理及工作特性进行介绍，详细分析太阳能电池工作的等效电路和数学模型。其次对本文对几种传统的最大功率点跟踪（MPPT）控制算法进行研究、分析和比较，提出各自优缺点。再次对并网型光伏发电系统各个部件进行研究，介绍其基本原理。最后用MATLAB软件对重要部件进行仿真。 2. 步骤 （1）分析设计内容，查找收集资料 （2）得出设计方案，确定总体设计框架图 （3）了解我国能源现状及太阳能光伏发电技术的国内外研究现状 （4）对太阳能光伏发电理论进行较为系统的研究，并对并网型系统进行研究、仿真 （5）整理稿件并最终定稿 四、设计工作的总体安排及进度 12月-1月，分析设计内容，查找收集资料； 1月-2月，得出设计方案，确定总体设计框架图； 2月-3月，了解我国能源现状及太阳能光伏发电技术的国内外研究现状； 3月-4月，对太阳能光伏发电理论进行较为系统的研究，并对并网型系统进行研究、仿真； 4月-5月，整理稿件并最终定稿； 5月底，准备毕业答辩。 指导教师审查意见： 签字： 年 月 日 系(教研室)审查意见： 签字： 年 月 日 学院审查意见： 分管院长签章： 年 月 日