六、指导教师意见
指导教师签字:
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七、系级教学单位审核意见:
审查结果: □ 通过 □ 完善后通过 □ 未通过 负责人签字:
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一、课题国内外现状
文献综述
光伏并网发电开始于上个世纪80年代初,美国、日本、德罔、意大利
都为此做出了努力。按照当时认识,建造的都是较大型的光伏并网电站,而且都是政府投资的试验性电站。90年代以来,国外发达国家重新掀起了发展光伏并网系统的研发高潮,这次的重点并未放在建造大型并网光伏电站方面,而是侧重发展“屋顶光伏并网系统”。人们认为,屋顶光伏并网系统不单独占地,将太阳能电池安装在现成的屋顶上,非常适合太阳能能量密度较低的特点,其灵活性和经济性都大大优于大型并网光伏电站,有利于普及,有利于战备和能源安全。而且由于功率比较小,并网逆变器的体积也可以做的很小,因而可以直接安装在太阳能电池板的背面,使并网发电系统的安装和使用更加简易。在各国的屋顶光伏并网系统发展中,德国的屋顶光伏并网系统发展速度始终是位于世界前列的。现在德国的太阳能发电市场已由探索阶段发展为繁荣的专业市场。
我国研制太阳能电池始于1958年,中国的光伏技术经过了50年的努力后,已经具有一定的水平和基础,但是与世界先进国家相比仍有不小的差距。近几年来,我国的光伏发电技术已经具有了一定的市场潜力和市场吸引力,但光伏并网发电的关键技术和设备主要依靠进口,光伏并网发电的技术更是刚刚起步,因此导致并网型光伏系统的造价高,依赖性强,制约了并网型光伏发电系统在国内的发展和推广。因此,掌握并网型光伏系统的核心一并网逆变技术对发展并网型光伏发电系统具有至关重要的作用。国内光伏系统主要采用单位功率因数并网,不具备电能质量控制功能。因此,研究具有电能质量调节功能的光伏并网系统有重要意义,其研究主要放在并网逆变器的控制方法上,相同的拓扑电路,采用不同的控制方法能够产生不同的控制效果。对逆变器建立模型并进行分析,采用先进的控制策略对于光伏并网系统的性能是必不可少的。同时采用先进的控制算法是提高逆变器效率的方法之一。 二、研究主要成果
在技术方面,专用逆变设备和相关系统已经比较成熟,在欧洲光伏专用
逆变器就有SMA,Fronius,Sputnik,Sun Pwer和西门子等众多的公司具有市场化的产品,其中SMA在欧洲市场中占有50%的份额。除欧洲外,美国、加拿大、澳大利亚、新西兰以及亚洲的日本在并网型逆变器方面也都已经产品化。这些都表明光伏并网发电产业已经是世界范围内一个蓬勃发展的高新技术产业,它和光伏器件(主要是太阳能电池)同时并列为光伏产业的两大支柱。
我国光伏产业发展经历了2个重要时期,第一个是在20世纪80年代中期,引进4条总计5MW的光伏电池生产线,光伏产业初步形成。第二个发展时期是在新世纪初,国家发改委在2002年启动了“送电到乡工程”,该工程光伏系统容量为20MW,极大的拉动了我国光伏市场的需求。 三、发展趋势:
光伏发电是利用太阳能电池这种半导体电子器件有效的吸收太阳光辐射能,并使之转变成电能的直接发电方式。光伏发电具有以下明显的优点:
1)无污染:零排放,无任何物质及声、光、电、磁、机械噪音等“排放”; 2)可再生:资源无限,可直接输出高品质电能,有理想的可持续发展属性;
3)资源的普遍性:基本不受地域限制,只是地区之间有丰富与欠丰富之别;
4)机动灵活:发电系统可按需要以模块方式集成,可大可小,扩容方便; 5)通用性、可存储型:电能可以方便的通过输电线路传输、使用和存储; 6)分布式电力系统:将提高整个能源系统的安全性和可靠性,特别是从抗御自然灾害和战备的角度看,它更具有明显的意义;
7)资源、发电、用电同一地域:可大幅度节省远程输变电设备的投资费用;
8)太阳能发电系统建设周期短,由于是模块化安装,因此可用于小到几个毫瓦的太阳能计算器,大到数十兆瓦的光伏电站;
9)光伏建筑集成:节省发电基地使用的土地面积和费用,是目前国际上研究及发展的前沿,也是相关领域科技界最热门的话题之一。
基于上述的这些优点,单相逆变并网控制系统必将受到世界各国的高度
重视,未来的电力市场中分布式发电得到推广。 四、存在问题
单相逆变并网系统也存在不少问题需要进一步解决: 1)控制方法对系统的效率有很大影响;
2)系统的造价成本高;
3)发电运行受气候环境因素影响大。
4)光伏并网发电系统作为一种分散式发电系统,对传统的集中供电系统的电网会产生不良的影响,如谐波污染、孤岛效应等。 五、主要参考文献
【1】 顾和荣,杨子龙,邬伟扬.并网逆变器输出电流滞环跟踪控制技术研
究[J】.中国电机工程学报,2006,26(9):
【2】 傅仲文,吴丽萍,韩媛媛.我国光伏产业的发展现状及前景【J].中
国能源,2006,28(6):
【3】 严陆光,倪受元,李安定.太阳能与风力发电的现状与展望[J].电网技
术,1995,19(5):
【4】 蔡宣三.太阳能光伏发电发展现状与趋势[J].电力电子.2007(2)
指导教师审阅签字:
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电气工程及其自动化专业光伏单相逆变器并网控制技术研究 开题报告 文献综述 外文翻译
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