单相光伏逆变器并网及其限功率研究开题报告

 2023-11-21 09:17:07

1. 研究目的与意义

为保护环境,减少化石能源的使用,大力发展光伏发电,截至2020年底,我国光伏累计装机容量达253GW,全年发电量达到2605亿kWh,占全年总发电量的3.5%。

2021年国家能源局下发了关于整县光伏开发试点方案,推进屋顶分布式光伏发电的安装,这将进一步扩大光伏发电系统并网规模。

光伏发电原理为光生伏特效应,不涉及机械能转化到电磁能过程,无噪声,不会影响周围居民日常生活;光伏发电干净、清洁、环保、无污染;光伏组件使用寿命较长,工作稳定、可靠性高;光伏发电并网系统在电网中占比正逐年上升,但光伏发电由于天气原因引起不确定性带来的峰值剩余电能对电网有潜在的风险,对单相光伏双级逆变器研究并改进功率控制策略以限功率。

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2. 课题关键问题和重难点

光伏发电系统的分类及其各自的拓扑,特点和原理分析。逆变器前级DC-DC典型拓扑原理分析;DC-DC选取设计;Boost斩波电路;限制功率方案策略的原理;逆变器(MPPT控制器)最大功率点跟踪策略机能分析;文献FPPT方案和MPPT对比研究;后级DC-AC逆变器,SPWM正弦脉冲宽度调制技术控制策略;两级逆变器电路回路结构设计;逆变器分类,拓扑结构分析与设计;限功率方案策略的分类及其各自的特点,分析各方案策略的优缺点并选择一个功率限制方案策略深入研究;相关策略的理论数据计算,进行仿真软件学习,并在Matlab(Simulink)仿真平台搭建单相光伏并网系统,并对光伏发电限功率控制策略进行验证。

3. 国内外研究现状(文献综述)

随着社会经济快速发展,提倡使用清洁能源,光伏发电作为一种比较环保的发电方式被广泛使用。光伏发电技术主要使用太阳能,与其他传统能源相比较具有较大优势。根据目前状况分析,我国城市化水平越来越高,人口数量快速上涨,中国资源损耗的程度越来越大,使我国电力企业在发展过程中面临较大的工作压力,为了能够更好地满足大家对于电力的需求,需要根据实际状况做好新能源的研发工作,实现节约资源的目标,不断地提高我国电力企业与社会经济的利润。我国电力企业需要分析新能源光伏发电技术,在掌握该技术的基础之上显现其性能。

基于对单相光伏发电系统并网的应用研究中,本人查阅了一些参考文献,进一步了解其工作原理和相关功率控制的相关基本内容,学习前人对光伏并网发电系统的研究及思路。

阅读文献1,2,4的了解了光伏发电系统利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能期间需要经过两级变换,DC/DC部分和DC/AC逆变部分在这两个环境中利用不同策略进行功率限制,太阳能光伏发电系统的发展前景以及其可带来的社会经济效益。

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4. 研究方案

(1)文献研究法:查阅并初步了解已有文献、书刊、杂志,对课题研究中所涉及到的相关内容和技术进行初步了解,明确选题的目标、任务分块和内容。

(2)定性分析法:通过对相关书籍、期刊文献的研究,深入理解并学习和光伏并网逆变器的相关的技术,光伏电池模型,MPPT各方法原理。

(3)案例分析法:选择功率限制策略并通过对相关电路结构在Matlab中仿真分析,便于完善相关参数和控制方法。

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5. 工作计划

五、工作计划(不少于300字)

第1周:查找阅读关于光伏发电系统相关资料,了解其发展现状;

第2周:完成外文翻译和开题报告,经老师确认后上传“毕设系统”;

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