基于RT-LAB的光伏发电实时仿真系统概要

基于RT-LAB的光伏发电实时仿真系统

光伏发电作为清洁可再生能源正在快速发展,相关问题的研究也在不断深入。在室内研究光伏发电系统,尤其是大功率的光伏发电系统时,若采用真实的光伏电池进行实验研究,很容易受光照、温度等自然环境和现场条件的限制。针对这一问题,本文利用先进的实时仿真软件,搭建了半实物仿真平台,并对单级式光伏发电系统进行了实时仿真建模和分析。论文首先概述了国内外光伏发电发展现状,阐述了研究光伏发电实时仿真系统的必要性。随后,建立了光伏模拟器的数学模型和控制器模型。利用传递函数和波特图对控制器参数进行理论分析,并对控制器的参数进行优化。通过软件仿真和实验,将理论得到的控制器参数和经验获得的PI控制参数进行实验对比。实验结果证明,用频率特性法进行控制参数设计更加合理。然后,利用RT-LAB实时仿真平台,结合DSP控制器以及光伏模拟器硬件,分别建立硬件在回路模型和快速控制模型,并将实验结果分别与MATLAB仿真的结果进行对比分析。实验证明,该模拟器的工作特性与所模拟的光伏电池输出特性相吻合,并能够动态模拟负载小范围变化的工作情况。最后,本文利用光伏模拟器代替传统的光伏电池,建立了单级式光伏并网发电系统,在RT-LAB仿真平台中搭建实时仿真模型,对系统进行了仿真研究。该实验平台不

仅克服了实物系统受光照与温度现实条件的限制,同时可以兼顾硬件环境对实验的影响,弥补了全数字仿真的不足,为室内进行大功率光伏发电系统的实验研究提供了一个良好的平台。

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状态空间平均法; Buck电路; 单级式光伏并网系统; RT-LAB; 实时仿真

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鹤玲;

光伏电站设计方案实例

光伏电站设计方案实例公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

甘肃某建筑屋顶光伏发电系统初步设计方案一、项目背景 1、项目意义（略） 2、项目建设地基本信息：、建设地：甘肃某地、当地地理纬度： 36°左右，、年平均太阳能辐射资源：㎡·day 、当地气温：最高气温：38°C，最低气温：-20°C 、光伏电站建设布局及占地面积屋顶面积：58x35=2030平方米，朝向：正南设计阵列朝向：正南三、项目规模预计最大装机容量：2030m2x130W/m2=264kW 四、方案设计 1、逆变器初选:根据初步预算容量选用5台50千瓦串接式逆变器。 MPPT范围：350-800V

最大输入电压：1000V 2、组件选择：选用300Wp光伏组件。 3、支架倾角设计：鉴于该建筑朝向东南45度，为了综合考虑朝向非正南对发电的影响，设计光伏支架倾角为30°。支架结构设计（略）支架基础设计（略） 4、平面设计及阵列排布（1）采用光伏组件横向排布，上下2层支架设计，18块一串，阵列总长18米。每个阵列有18x2=36块组件封2串组成，合计10800Wp。

（2）计算阵列占地投影宽度米，遮阴间距米，取值米。错误：上面说，横向排布，上下2层支架设计，18块一串，阵列总长18米。L阵列斜长应为4米。投影宽度米，遮阴间距米.

（3）设计布局8排,共计24个阵列，总设计安装容量（如果设计布局7排,共计21个阵列，总设计安装容量，前后空间比较大） 5、总平面布置图： 6、电路设计（略）五、投资预算： 1、静态投资：序号项目单价(元)合计（万元）1电站单晶硅光伏组件Wp 25台50kVA逆变器等并网配件Wp25 3C型钢支架Wp13屋面混凝土基础Wp 4电缆Wp 接入系统Wp 5其他配件Wp 6安装劳务费等W 7其他Wp 8盈利、税、25%

独立光伏发电系统设计

独立光伏发电系统设计目录 1引言 (1) 2 独立光伏发电系统工作原理 (1) 3 独立光伏发电系统的设计 (2) 3.1 系统容量的设计 (2) 3.2 太阳能电池组件及方阵的设计 (3) 3.2.1 光伏组件方阵设计需要考虑的问题 (3) 3.2.2 太阳能电池组件（方阵）的方位角与倾斜角 (4) 3.2.3 一般设计方法 (4) 3.3 直流接线箱的选型 (5) 3.4 光伏控制器的选型 (7) 3.6 光伏逆变器的选型 (8) 结论 (9)

独立光伏发电系统设计摘要太阳能光伏发电是一种最具可持续发展理想特征的可再生能源发电技术，发展太阳能光伏发电系统也具有很高的可行性，首先能缓解我国目前的能源问题以及日益严重的环境问题，还能解决边远地区居民用电难，成本高的问题。本论文将从小型独立系统的发电原理，系统设计原理，及其本身具有的优势结合其受众群体的所需考虑的各方面因素来设计适合家庭使用的小型系统。通过理论与实际市场调查相结合的方法设计适合全国各地人民使用的优惠且实用的系统。关键词：小型；独立光伏发电；系统；优惠实用 1引言当下，许多国家已把发展可再生能源作为未来实现可持续发展的重要方式，而中国也将以太阳能为代表的可再生能源作为未来低碳经济的重要组成部分。近年来，国家财政对太阳能产业的补贴力度逐年增强。独立光伏发电系统是指未与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统，其输出功率提供给本地负载(交流负载或直流负载)的发电系统。其主要应用于远离公共电网的无电地区和一些特殊场所，如为公共电网难以覆盖的边远偏僻农村、海岛和牧区提供照明、看电视、听广播等基本生活用电，也可为通信中继站、气象站和边防哨所等特殊处所提供电源。 2 独立光伏发电系统工作原理通过太阳能电池将太阳辐射能转换为电能的发电系统称为太阳能光伏发电系统。其主要结构由太阳能电池组件（或方阵）、蓄电池（组）、光伏控制器、逆变器（在有需要输出交流电的情况下使用）以及一些测试、监控、防护等附属设施构成。太阳能电池方阵吸收太阳光并将其转化成电能后，在防反充二极管的控制下为蓄电池组充电。直流或交流负载通过开关与控制器连接。控制器负责保护蓄电池，防止出现过充或过放电状态，即在蓄电池达到一定的放电深度时，控制器将自动切断负载，当蓄电池达到过充电状态时，控制器将自动切断充电电路。有的控制器能够显示独立光伏发电系统的充放电状态，并能贮存必要的数据，甚至还具有遥测、遥信和遥控的功能。在交流光伏发电系统中，DC-AC逆变器将蓄电池组提供的直流电变成能满足交流负载需要的交流电。

光伏发电的MATLAB仿真教程文件

一、实验过程记录 1.画出实验接线图图1 实验接线图图2 光伏电池板图3 实验接线实物图 2.实验过程记录与分析（1）给出实验的详细步骤 ○1实验前根据指导书要求完成预习报告 ○2按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。

图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。图5 PV Array模型其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。图6Iph子模块

图7Uoc子模块图8 Io子模块图9Vt子模块 ○3在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。 ○4设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。 ○5确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。

图10离网型光伏发电系统 ○6确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。（2）记录实验数据表1当T=290K时S=1305W/时的测试数据表2当T=287K时S=1305W/时的测试数据表3当T=287K时S=1278W/时的测试数据

二、实验结果处理与分析 1.实验数据的整理和选择使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。再对其进行仿真，得到仿真曲线。使用Excel表格输入实验所测得U、I、P，在对其自动生成I-V，P-V曲线。 2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线；图11 I-V曲线图12 P-V曲线当T=290K时S=1305W/时的测拟合曲线图13 I-V曲线图14 P-V曲线当T=287K时S=1305W/时的拟合曲线

光伏电站设计经验及案例图片

光伏电站设计经验及案例图片与大家分享（转）在一个论坛上看到这处帖子，感觉很好，收藏与大家分享以前是一直在设计院做电气设计，我所在设计院是工业院，主要方向是电子、半导体、集成电路等工厂项目，03年就开始做太阳能光伏工厂项目，算是国内光伏行业工厂设计的鼻祖吧。得益于国内光伏行业红红火火的发展势头，国内叫得上名字的光伏工厂基本都是我们的客户。08年金融危机的影响使电池组件外销受阻，大量电池组件厂开始国内自建或合作建光伏电站，以消耗电池产能。由此我所在设计院又开始跟一些光伏工厂合作向光伏系统集成延伸，即进入光伏发电系统设计等。这期间项目以屋顶光伏项目居多。09年底、10年初开始跟某发电集团合作，毕竟是五大发电集团之一，项目基本不愁，都是系统内的。项目规模10MW、5MW都有。我是10年初从设计院派到这个刚成立的合作团队中，至今差不多正好一年。回想这一年还是蛮辛苦的，经常奔波于江苏与北京西北几省。由于都是总包项目，不光是设计那点事，前期资料收集、参加项目各审批会议、各种方案经济比较、并网问题跟各地电网公司的协调、项目设备订货文件编写、后期工地服务、项目验收等等。加上团队人员也少，没有设计院的那样单一只管设计的可能。由于是总包，也不可能像设计院那样把许多细节推给施工单位的可能。当然这些辛苦还算所值，也学了很多东西。可能没接触过光伏发电的人觉得这很高深，充满神秘。其实也就那么点事。基础理论还是那些东西。主要包括光伏阵列布置——间距、倾角、日照分析等太阳能辐射相关计算，太阳能辐射计算这个也是成熟理论，找本相关书籍即可。然后是汇流、逆变、升压、并网。逆变技术，我想大部分人大学都学过“电力电子技术”课程，再找出来重温一下。再找些逆变厂家样本看看基本都明白了。升压不用多说，搞电的不陌生了，可看成是配电系统反过来。并网，这个对大多数做35KV以下的供配电设计的人来说比较陌生。这是电力设计院的势力范围，一般非电力设计院是接触不到的。其实这部分内容也很固定，找套电力院图纸仔细研究就明白了，如包括：变电站与中调地调的光纤通信、线路光纤纵差保护、电力调度与数据网、电能质量监测、公用测控、电能采集、远动等。一般说来这部分内容都是委托当地电网公司指定电力院设计的，你只要明白就行。由于一些原因，我现在不做光伏发电了，给大家发电项目照片看看，有些是我去参观的项目、有些是我自己做的项目。欢迎交流... 光伏电站比较占地方，如10MW的装机容量占地约三四百亩，所以大型地面光伏电站大都选址荒滩戈壁。中国西北地区光照资源好，又多荒滩戈壁，是光伏太阳能建设的合适厂址。

100kW光伏并网发电系统典型案例解

100kW光伏并网发电系统典型案例解 100kW光伏并网发电系统典型案例解析 1、项目地点分析本项目采用光伏并网发电系统设计方案，应用类别为村级光伏电站项目。项目安装地为江西，江西位于位于中国的东南部,长江中下游南岸。地处北纬24°29′-30°04′，东经113°34′-118°28′之间。项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′。根据查询到的经纬度在NASA上查询当地的峰值日照时间如下： (以下数据来源于美国太空总署数据库) 从上表可以看出，项目建设地江西在国内属于二三类太阳能资源地区，年平均太阳能辐射量峰值平均每天为3.41kWh/m2，年平均太阳能总辐射量峰值为：3.41kWh/m2*365=1244.65 kWh/m2。 2、光伏组件 2.1光伏组件的选择本项目选用晶硅太阳能电池板，单块功率为260Wp。下面是一组多晶硅的性能参数，组件尺寸为1650*990*35mm。 2.2光伏组件安装角度

根据项目所在地理位置坐标，项目所在地坐标为项目所在地坐标为北纬25°8′，东经114°9′，光伏组件安装最佳倾角为20°如下图所示： 2.3组件阵列间距及项目安装面积采用260Wp的组件，组件尺寸为1650*990*35mm，共用400块太阳能电池板，总功率104kWp。根据下表公式可以计算出组件的前后排阵列间距为2.4m，单块组件及其间距所占用面积为2.39㎡。

104kWp光伏组件组成的光伏并网发电系统占地面积为2.39*400=956㎡,考虑到安装间隙、周围围墙等可能的占地面积，大约需要1000㎡。 3、光伏支架本项目为水平地面安装，采用自重式支架安装方式。自重式解决方案适用于平屋顶及地面系统。利用水泥块压住支架底部的铝制托盘，起到固定系统的作用。

光伏发电系统设计方案专业设计书

光伏发电工程项目方案设计书

目录一、概述 (4) 1.1项目概况 (4) 1.2编制依据 (4) 二、建设地址资源简述 (4) 2.1日照资源 (4) 2.2接入系统条件 (6) 三、总体方案设计 (6) 3.1光伏工艺部分 (6) 3.2太阳电池组件选型 (7)

3.3光伏阵列设计 (12) 3.4系统效率分析 (15) 四、电气部分 (16) 4.1概述 (16) 4.2系统方案设计选型 (16) 4.3电气主接线 (20) 4.4主要设备选型 (20) 4.5防雷及接地 (30) 4.6电气设备布置 (31) 4.7电缆敷设及电缆防火 (31) 五、工程案例 ........................................................................... 错误!未定义书签。六、系统配置以及报价.............................................................. 错误!未定义书签。

一、概述 1.1 项目概况 1)建设规模：光伏系统用来供给小区道路亮化用电及楼宇亮化用电。该系统设计使用最大负荷50KVA，为保证系统在连续阴雨天或其它太阳辐射不足情况下正常使用，系统接入市电作为辅助能源，提高系统的稳定性能。为减少系统因直流端电流过大造成的线路损耗，系统采用220V直流接入逆变输出三相380V/220V交流。针对固定式安装电池板，采用最佳倾角进行安装，地区最佳角度为46度（朝向正南），控制柜、逆变器及蓄电池储能系统均须安放于在室。 1.2 编制依据本初步设计说明书主要根据下列文件和资料进行编制的： 1)GB50054《低压配电设计规》； 2)GB50057《建筑物防雷设计规》； 3)GB31／T316—2004《城市环境照明规》； 4)GBJl33—90《民用建筑照明设计标准》； 5)JGG／T16—921《民用建筑电气设计规》； 6)GBJ１6—87《建筑设计防火规》； 7)《中华人民国可再生能源法》； 8)国家发展改革委《可再生能源发电有关管理规定》；二、建设地址资源简述 2.1日照资源我国属世界上太阳能资源丰富的国家之一，全年辐射总量在917～2333kWh/㎡年之间。全国总面积2/3 以上地区年日照时数大于2000 小时。

光伏并网发电模拟装置

光伏并网发电模拟装置一、任务设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S 和电阻R S 模拟光伏电池，U S =60V ，R S =30Ω~36Ω；u REF 为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V ，频率f REF 为45Hz~55Hz ；T 为工频隔离变压器，变比为n 2:n 1=2:1、n 3:n 1=1:10，将u F 作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L =30Ω~36Ω。 R L U S 图1 并网发电模拟装置框图二、要求 1．基本要求（1）具有最大功率点跟踪（MPPT ）功能：R S 和R L 在给定范围内变化时，使d S 1 2 U U =，相对偏差的绝对值不大于1%。（2）具有频率跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化时，使u F 的频率f F =f REF ，相对偏差绝对值不大于1%。（3）当R S =R L =30Ω时，DC-AC 变换器的效率η≥60%。（4）当R S =R L =30Ω时，输出电压u o 的失真度THD ≤5%。（5）具有输入欠压保护功能，动作电压U d （th ）=（25±0.5）V 。（6）具有输出过流保护功能，动作电流I o （th ）=（1.5±0.2）A 。 2．发挥部分（1）提高DC-AC 变换器的效率，使η≥80%（R S =R L =30Ω时）。（2）降低输出电压失真度，使THD ≤1%（R S =R L =30Ω时）。（3）实现相位跟踪功能：当f REF 在给定范围内变化以及加非阻性负载时，

均能保证u F 与u REF 同相，相位偏差的绝对值≤5°。（4）过流、欠压故障排除后，装置能自动恢复为正常状态。（5）其他。 3. 器件要求（1）必须使用C2000处理器，推荐选择TMS320F28035, TMS320F28027, TMS320F2808；可使用各实验室已有的C2000开发板 ( 视参赛队情况，TI 可提供F28027开发模块 )；（2）必须选择TI 生产的运放设计，推荐TLC08x ，TLV246x ；（3）必须使用C2000内建ADC 进行设计，不得使用外部ADC ；（4）若需MOSFET 驱动器，尽量使用TI 产品，比如UCC27423，UCC27424 和UCC27425等；（5） TI 将免费提供上述推荐使用的芯片，每参赛队处理器两片，模拟芯片按板上数量乘以3提供（均为DIP 封装）。对于非推荐使用的芯片，TI 不负责提供。样片提供依据为参赛队提交的不雷同的原理图和PCB 图。三、说明 1．本题中所有交流量除特别说明外均为有效值。 2．U S 采用实验室可调直流稳压电源，不需自制。 3．控制电路允许另加辅助电源，但应尽量减少路数和损耗。 4．DC-AC 变换器效率o d P P η= ，其中o o1o1P U I =?，d d d P U I =?。 5．基本要求（1）、（2）和发挥部分（3）要求从给定或条件发生变化到电路达到稳态的时间不大于1s 。 6．装置应能连续安全工作足够长时间，测试期间不能出现过热等故障。 7．制作时应合理设置测试点（参考图1），以方便测试。 8．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、PCB 图和所有源程序以电子档附件形式提交，若不愿公开相关资料请提前说明。 9. 测试方法见附件。

光伏电站设计方案实例

甘肃某建筑屋顶光伏发电系统初步设计方案一、项目背景 1、项目意义（略） 2、项目建设地基本信息： 2.1、建设地：甘肃某地 2.2、当地地理纬度： 36°左右， 2.3、年平均太阳能辐射资源：5.5KWh/㎡·day 2.4、当地气温：最高气温：38°C，最低气温：-20°C 2.5、光伏电站建设布局及占地面积屋顶面积：58x35=2030平方米，朝向：正南设计阵列朝向：正南三、项目规模预计最大装机容量：2030m2x130W/m2=264kW 四、方案设计 1、逆变器初选:根据初步预算容量选用5台50千瓦串接式逆变器。 MPPT范围：350-800V

最大输入电压：1000V 2、组件选择：选用300Wp光伏组件。 3、支架倾角设计：鉴于该建筑朝向东南45度，为了综合考虑朝向非正南对发电的影响，设计光伏支架倾角为30°。 3.1支架结构设计（略） 3.2支架基础设计（略） 4、平面设计及阵列排布（1）采用光伏组件横向排布，上下2层支架设计，18块一串，阵列总长18米。每个阵列有18x2=36块组件封2串组成，合计10800Wp。

（2）计算阵列占地投影宽度1.75米，遮阴间距2.34米，取值2.45米。错误：上面说，横向排布，上下2层支架设计，18块一串，阵列总长18米。L阵列斜长应为4米。投影宽度3.46米，遮阴间距4.91米.

（3）设计布局8排,共计24个阵列，总设计安装容量259.2kWp （如果设计布局7排,共计21个阵列，总设计安装容量226.8kWp，前后空间比较大） 5、总平面布置图： 6、电路设计（略）五、投资预算： 1、静态投资：序号项目单价(元) 合计（万元） 1 259.2kWp电站单晶硅光伏组件 3.20/Wp 82.94 2 5台50kVA逆变器等并网配件 1.00/Wp 25 3 C型钢支架0.5/Wp 13 屋面混凝土基础0.1/Wp 2.59 4 电缆0.2/Wp 5.18

5kWp光伏太阳能并网发电系统

5kWp光伏太阳能并网发电系统设计方案设计人：申小波（Mellon）单位：个人电话：日期： 2013年10月27日

目录一、光伏太阳能并网发电系统简介 (2) 二、项目地点及气候辐照状况 (2) 三、相关规范和标准 (5) 四、系统结构与组成 (5) 五、设计过程 (6) 1、方案简介 (6) 2、设计依据 (6) 3、组件设计选型 (7) 4、直流防雷汇流箱设计选型 (9) 5、交直流断路器 (11) 6、并网逆变器设计选型 (13) 7、电缆设计选型 (14) 8、方阵支架 (15) 9、配电室设计 (15) 10、接地及防雷 (15) 11、数据采集检测系统 (16) 六、仿真软件模拟设计 (17) 七、接入电网方案 (22)

八、设备配置清单及详细参数 (22) 九、系统建设及施工 (22) 十、系统安装及调试 (23) 十一、运行及维护注意事项 (26) 十二、设计图纸 (28) 十三、工程预算投资分析报告 (32)

5kWp光伏太阳能并网发电系统配置方案一、光伏太阳能并网发电系统简介并网系统（Utility Grid Connected）最大的特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，并网系统中光伏方阵所产生电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力，从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问题，还是会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳能太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率，而且并网系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供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一些不良的影响，如谐波污染，孤岛效应等。二、项目地点及气候辐照状况图片来自Google地球 1、项目地点为：江苏省泰州市XX区XX镇； 2、纬度：32°22’，经度：120°12’； 3、平均海拔高度：7m；

分布式光伏发电系统设计方案(专业)

某学校 512K分布式光伏发电系统设计方案2013年10月10日项目编号：XXX

目录 1工程概述 (3) 1.1工程名称 (3) 1.2 地理简介 (3) 1.3 气象资料 (3) 2太阳能并网发电系统介绍 (4) 2.1 太阳能并网发电系统工作原理 (4) 2.2 主要组成设备介绍 (4) 3方案设计 (5) 3.1 设计依据 (5) 3.2 设计原则 (5) 3.3 系统选型设计 (6) 3.4 主要设备的选型说明 (6) 3.4.1电池组件 (6)

3.4.2 组件结构图 (7) 3.4.3 并网逆变器 (8) 3.4.4 并网逆变器规格 (9) 4发电量估算 (10) 5系统的社会效益 (10) 5.1社会效益(25年) (10) 6设备材料清单及造价一览表（此报价含税不含物流费用） (11) 7工程业绩表及典型工程 (11) 8合利欧斯优势 (16) 8.1 与保利协鑫（GCL）的合作 (16) 8.2 与河北**的的合作 (17) 1工程概述 1.1工程名称河南**外国语学校512kW户用分布式光伏发电项目。

1.2 地理简介郑州位于东经112°42'-114°13' ，北纬34°16'-34°58'，东西宽166公里，南北长75公里，总面积约为7446.2平方公里，其中市区面积约1010．3平方公里，山地面积约2377平方公里，水面面积约11.4平方公里。郑州市属北温带大陆性季风气候，冷暖适中、四季分明，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季晴朗日照长，冬季寒冷少雨。郑州市冬季最长，夏季次之，春季较短。统计资料表明郑州市的平原和丘陵地区春季开始的时间大致在3月27日，终止于5月20日，历时55天；夏季开始于5月21日，终止于9月7日，历时110天；秋季开始于9月8日，终止于11月9日，历时63天；11月10日至次年的3月26日为冬季，长达137天。处于西部浅山丘陵区的荥阳、巩义、新密和登封四市，年平均气温在14～14.3℃之间。郑州年平均降雨量640.9毫米，无霜期220天，全年日照时间约2400小时。 1.3 气象资料气象资料以NASA数据库中郑州气象数据为参考。表1 气象资料表

2009光伏并网发电模拟装置_王雨曦等12

光伏并网发电模拟装置摘要：系统基于光伏发电原理，采用正弦波脉宽调制技术（SPWM），以单片机和大规模可编程阵列逻辑器件（FPGA）作为控制核心，实现了模拟的光伏并网发电功能。系统采用增量电导法实现最大功率点跟踪（MPPT）功能，采用频率跟踪法和沿触发补偿跟踪法分别实现了系统的频率跟踪功能和相位跟踪功能。系统对各路输入输出信号进行实时监测和反馈控制，实现了欠压和过流保护，且具有自动恢复功能。系统对强弱电进行了隔离，这样既避免两部分电路的相互影响，保证了弱电部分器件的安全，又达到了控制的效果。主回路DC-AC变换器效率达到80%以上，负载电路输出电压失真度很小，不大于1%。系统人机界面友好，稳定性高，安全可靠，并具有可实时监测并显示变换器效率、频率等功能。关键字：SPWM MPPT 频率跟踪相位跟踪一、方案论证 1、方案比较与选择 1）DC-AC主回路拓扑鉴于此DC-AC逆变器为电压输出，故我们采用电压型逆变电路。方案一：半桥式。半桥式电路中每只开关管只需承受逆变器输入电压幅值大小的电压应力，电路简单，但其需要正负对称供电才能输出无直流偏置的信号。方案二：全桥式。两个半桥合并成即为全桥，全桥式电路的输出功率比半桥式大，且效率较半桥式电路高、谐波少，其输出对称性好，供电简单。综上比较，全桥式电路输出谐波少，则输出端滤波较为容易，在工作频率不是很高的情况下，效率可以达到很高，所以我们选择方案二。 2）SPWM控制波实现方案方案一:模拟调制法。用硬件电路产生正弦波和三角波，其中正弦波作为调制信号，三角波作为载波，两路信号经模拟比较器比较后输出SPWM波形。方案二：数字采样法。把正弦波波表及三角波波表存入存储器里，通过DDS 生成相应波形，再通过数字比较器产生所需要的波形。方案一电路简单，响应速度快，但参数漂移大，集成度低，波形易受外界噪声干扰，设计不灵活，且需要很复杂的硬件来控制逆变器功率器件的死区。但方案二可靠性高，可重复编程，响应快，精度高，控制简单，故选用方案二。 3）MPPT控制方案方案一：扰动观测法（P&O）。其原理是每隔一定的时间增加或者减少电压，并观测其后的功率变化方向，来决定下一步的控制信号。方案二：增量电导法（INC）。对光伏电池的电压和电流进行采样，通过比较光伏电池的电导增量和瞬间电导来改变控制信号。方案二和方案一均是通过扰动逐步使光伏电池逼近最大功率点，但方案二较方案一更具优势，其避免了扰动观测法的盲目性，控制精确，响应速度快，且光伏电池的输出电压能平稳追随环境的变化，稳态振荡小，故选用方案二。 4）同频控制方案方案一：瞬时比较方式。对反馈信号和参考信号测频并作比较，偏差通过滞环比较产生控制主电路中开关通断的SPWM信号，从而实现频率跟踪功能。

离网光伏发电系统设计案例分析

离网光伏发电供电系统设计案例 1系统原理图 1.1系统实物连接图(图一) 图一 1.2系统连接框图（图二）图二

1.3系统安装方式该系统用于医院，故太阳能电池板设计成地面电站安装形式（放于医院大楼屋顶），太阳能电池板固定支架之间采用螺丝固定的方式连接；支架底座考虑到风速及屋顶防水措施保护，采用一次性浇筑好的水泥压块（如图三所示）；太阳能电池板之间接头采用MC4公母插头，方便拆卸。图三 2、系统主要部件设计 2.1太阳能电池板 2.1.1太阳能电池板选型光伏组件选用多晶硅组件，型号为250Wp的多晶硅组件，每块内部封装156*156多晶电池片60片，该组件拥有高转换效率，确保卓越品质；该组件能够承受高风压、雪压以及极端温度条件；能够达到12年90%和25年80%的输出功率，5年工艺材料的质保。 2.1.2

表六 2.1.3太阳能电池板实物图（如图四所示）图四 2.2光伏汇流箱 2.2.1光伏汇流箱的选型对于光伏发电系统，为了减少光伏组件与光伏控制器或者逆变器之间的连接线，方便维护，提供可靠性，一般需要在光伏组件与光伏控制器或者逆变器

之间增加直流汇流装置，故系统中需要增加光伏防雷汇流箱。又根据太阳能电池板的并联数为10并，我们正常把每并电流预设为10A，考虑到控制器是两路输入每路电流50A，故选用两台5进1出的汇流箱。 2.2.2功能特点满足室内、室外安装要求最大可接入16路光伏串列，单路最大电流20A 宽直流电压输入，光伏阵列最高输入电压可达1000VDC 光伏专用熔断器光伏专用高压防雷器，正负极都具有防雷功能可实现多台机器并联运行维护简易、快捷远程监控（选配）

光伏并网发电系统设计

光伏并网发电系统设计摘要：最大功率点跟踪是光伏并网发电系统中经常遇见的问题。系统设计采用电流型控制芯片UC3845实现最大功率点跟踪（MPPT），由单片机STC12C5408AD产生SPWM信号，实现频率相位跟踪功能、输入欠压保护功能、输出过流保护功能。结果表明，该设计不但电路设计简单，软硬件结合，控制方法灵活，而且能够有效的完成最大功率跟踪的目的。关键词：STC12C5408AD DC-AC转换电路 MPPT 太阳能作为绿色能源,具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭等优点,越来越受到人们的关注。光伏电池的输出是一个随光照、温度等因素变化的复杂量，且输出电压和输出电流存在非线性关系。光伏系统的主要缺点是初期投资大、太阳能电池的光电转换效率低。为充分利用太阳能必须控制电池阵列始终工作在最大功率点上，最大功率点跟踪(MPPT, Maximum Power Point Tracker)是太阳能并网发电中的一项重要的关键技术。 1 设计任务为研究方便设计一光伏并网发电模拟装置，其结构框图如图1所示。用直流稳压电源U S和电阻R S模拟光伏电池，U S=60V，R S=30Ω~36Ω；u REF为模拟电网电压的正弦参考信号，其峰峰值为2V，频率f REF为45Hz~55Hz；T为工频隔离变压器，变比为n2:n1=2:1、n3:n1=1:10，将u F作为输出电流的反馈信号；负载电阻R L=30Ω~36Ω。要求系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能，频率、相位跟踪功能，输入欠压保护和输出过流保护功能。另外要求系统效率高、失真度低。 U R L

图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案光伏并网系统主要由前级的DC-DC变换器和后级的DC-AC逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST结构,主要完成系统的MPPT控制;DC-AC部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz交流电。设计采用单片机SPWM调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示：图2 系统总体硬件框图 3 MPPT原理及电路设计 MPPT原理由于光伏阵列的最大功率点是一个时变量，可以采用搜索算法进行最大功率点跟踪。其搜索算法可分为自寻优和非自寻优两种类别。所谓自寻优算法即不直接检测外界环境因素的变化,而是通过直接测量得到的电信号,判断最大功率点的位置。典型的追踪方法有扰动观测法和增量导纳法等。增量导纳法算法的精确度最高,但是,由于增量导纳法算法复杂,对实现该算法的硬件质量要求较高、运算时间变长，会增加不必要的功率损耗,所以实际工程应用中,通常采用扰动观测法算法]1[。扰动观测法原理:每隔一定的时间增加或者减少电压,并通过观测其后功率变化的方向,

光伏发电系统_毕业设计

1. 引言日常生活和社会生产都离不开能源。人们通过直接或间接利用某些自然资源得到能，因而，把具有某种形式能量资源以及由它加工或转换得到的产品统称为能源。前者叫自然能源或一次能源，如矿物燃料、植物燃料、太阳能、水能、风能、海洋能、地热能和潮汐能等，后者通常又把可再生的自然资源称为新能源，其围包括太阳能、生物质能、风能、地热能和海洋能等。矿物燃料（煤、石油、天然气等）又称为常规能源。值得注意，几乎所有的自然资源，从广义的角度看都来自太阳能。由大气、陆地、海洋、生物等所接受的太阳能都是各种自然资源的源泉。矿物燃料是古生物长期沉积在地下形成的，它的形成源自远古的太阳能。[9]水的蒸发和凝结，风、雨、冰、雪等自然现象的动力也是靠太阳，因而水能、风能归根到底都来自太阳能。生物质能是通过光合、光化作用转化太阳辐射能取得的。由于太阳和月球对地球水的吸水作用产生潮汐能。世界上最丰富的永久能源是太阳能。地球截取的太阳能辐射能通量为1.7ⅹ1014kW,比核能、地热和引力能储量总和还要大5000多倍。其中约30%被反射回宇宙空间；47%转变为热，以长波辐射形式再次返回空间；约23%是水蒸发、凝结的动力，风和波浪的动能，植物通过光合作用吸收的能量不到0.5%。地球每年接受的太阳能总量为1ⅹ1018kW·h。这相当于5ⅹ1014桶原油，是探明原油储量的近千倍，是世界年耗总能量的一万余倍。太阳的能量是如此巨大，正如通常所说的“取之不尽、用之不竭”，但是太阳辐射能的通量密度较低，大气层外为1353W/m2.太通过大气层时会进一步衰减，还会受到天气、昼夜以及空气污染等因素的影响，因而，太阳能对地球又呈现间歇性质，时高时低，时有时无。太阳能须加有储热装置，这些都使太阳能利用系统的初期投资变得昂贵。综上所述，太阳能利用具有以下明显的特点：（1）总能量很大，但太阳能通量密度较低；（2）是可再生的能源，但又具有间歇性；（3）无污染的清洁能源；（4）太阳能本身是免费的，有效利用它的初期投资较高；（5）太阳能热利用较容易实现热能能级的合理匹配，从而做到热尽使用。

分布式光伏发电系统设计方案

分布式光伏发电系统设计方案编制人：审核人：批准人： 20 年月

目录 1 工程概述 (3) 1.1 工程名称 (3) 1.2 地理简介 (3) 1.3 气象资料 (3) 2 太阳能并网发电系统介绍 (4) 2.1 太阳能并网发电系统工作原理 (4) 2.2 主要组成设备介绍 (4) 3 方案设计 (5) 3.1 设计依据 (5) 3.2 设计原则 (5) 3.3 系统选型设计 (6) 3.4 主要设备的选型说明 (6) 4 发电量估算 (11) 5 系统的经济和社会效益 (11) 5.1 经济效益 (11) 6 设备材料清单 (12) 7 工程业绩表及典型工程照片 (12) 8 英利介绍............................................................................................... 错误!未定义书签。 9 附图1 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

1 工程概述 1.1 工程名称河北省分布式光伏发电项目。 1.2 地理简介项目地点位于河北省保定市，保定市地处太行山东麓，冀中平原西部。北纬38°10′-40°00′，东经113°40′-116°20′之间。北邻北京市和张家口市，东接廊坊市和沧州市，南与石家庄市和衡水市相连，西部与山西省接壤。保定年平均气温12℃，年降水量550毫米，属于温带季风性气候。这里四季分明，冬季寒冷有雪，夏季炎热干燥，春季多风沙，来此旅游一般以夏秋季为宜。 1.3 气象资料气象资料以NASA数据库中保定市气象数据为参考。表1 气象资料表

并网光伏发电系统设计与仿真

并网光伏发电系统设计分析与仿真 1、绪论在能源形势日益严峻和环境污染问题日益严重的今天，开发利用绿色可再生能源以实现可持续发展是人类必须采取的措施，分布式发电成为世界各国争相发展的热点，其中太阳能无疑是符合可持续发展战略的理想的绿色能源。随着太阳能电池研究进程的加快和转换效率的不断提升，光伏发电成本呈现出快速下降趋势，社会普遍认同光伏发电作为可再生能源的作用与应用前景，开展光伏发电（Photovoltaic（PV））的应用推广也更具有现实意义。同时光伏发电正在由边远农牧区和特殊场合应用向并网发电规模化方向发展，由补充能源向替代能源方向过渡。光伏并网发电已经成为太阳能光伏利用的主要方式之一。开展并网光伏发电的研究，对于缓解能源和环境问题，研究高性能光伏发电系统，合理正确利用太阳能光伏发电，不仅具有理论意义同样也具有重大的现实意义。光伏发电作为分布式发电的一种，其工作特点是利用并网逆变器将太阳能电池组件产生的直流电转换成符合电网要求的交流电并入公共电网，光伏系统产生的电能除供给交流负载外，将剩余电能反馈给电网。可任意组合光伏系统的容量，分散使用最佳，可作为大电厂、大电网集中式供能的重要补充，也是新一代能源体系的重要组成部分。 2、光伏系统介绍及阵列输出特性分析光伏发电系统通常由光伏阵列、能量优化控制器、储能组件及逆变器等部分组成。光伏发电系统一般分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统两大类。独立光伏发电系统是指供用户单独使用的光伏发电系统，如在边远地区使用的家用光伏电源等。并网光伏发电系统是指与电网系统相连的光伏发电系统。

2.1独立光伏发电系统不与电网相连的光伏发电系统称为独立光伏发电系统，如图2-1所示。由于独立光伏发电系统中太阳能是唯一的能量来源，为了保证系统的正常工作，系统中必定存在一个储能环节来储存和调节整个系统的能量。图2-1 独立光伏发电系统 2.2并网光伏发电系统并网光伏发电系统如图2-2所示，光伏发电系统直接与电网连接，其中逆变器起很重要的作用，要求具有与电网连接的功能。目前常用的并网光伏发电系统具有两种结构形式，其不同之处在于是否带有蓄电池作为储能环节。带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为可调度式并网光伏发电系统，由于此系统中逆变器配有主开关和重要负载开关，使得系统具有不间断电源的作用，这对于一些重要负荷甚至某些家庭用户来说具有重要意义；此外，该系统还可以充当功率调节器的作用，稳定电网电压、抵消有害的高次谐波分量从而提高电能质量。不带有蓄电池环节的并网光伏发电系统称为不可调度式并网光伏发电系统，在此系统中，并网逆变器将太阳能电池板产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能。当主电网断电时，系统自动停止向电网供电；当有日照照射、光伏系统所产生的交流电能超过负载所需时，多余的部分将送往电网；夜间当负载所需电能超过光伏系统产生的交流电能时，电网自动向负载补充电能。

光伏并网发电系统设计复习过程

光伏并网发电系统设计

R L U 图1 并网发电模拟装置框图 2 系统总体方案光伏并网系统主要由前级的DC-DC 变换器和后级的DC-AC 逆变器组成。在系统中,DC-DC 变换器采用BOOST 结构,主要完成系统的MPPT 控制;DC-AC 部分采用全桥逆变器,维持中间电压稳定并且将电能转换成110 V/50 Hz 交流电。设计采用单片机SPWM 调制，驱动功率场效应管，经滤波产生正弦波，驱动隔离变压器，向负载输出功率。系统设计保证并网逆变器输出的正弦电流与电网电压同频同相。系统总体硬件框图如图2所示：图2 系统总体硬件框图 3 MPPT 原理及电路设计 3.1 MPPT 原理

西安电子科技大光伏并网发电模拟装置王超_New

西安电子科技大光伏并网发电模拟装置王超

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C2000参赛项目报告（命题组）题目：光伏并网发电模拟装置学校：西安电子科技大学指导教师：郭万有（教授）参赛队成员名单（含个人教育简历）：王超、研究生、西安电子科技大学郝爽、本科生、西安电子科技大学白谱伟、研究生、西安电子科技大学

光伏并网发电模拟装置王超郝爽白谱伟（西安电子科技大学电子工程学院邮编710071）摘要：本系统涉及三大关键技术：全桥驱动电路、H桥功率变换电路、低通滤波器。系统以全桥驱动电路为核心，以TMS320F2808数字信号控制器为主控制器和SPWM信号发生器。根据输出电压采样值，调整SPWM信号幅度，实现最大功率点跟踪。根据鉴相器得到的输出信号和参考信号的频率信息和相位信息，对SPWM信号做出调整，实现频率跟踪和相位跟踪。 [关键词] 全桥驱动H桥功率变换变频低通滤波器TMS320F2808 SPWM Grid simulator based on TMS320F2808 Wangchao, haoshuang, baipuwei (School of Electrical Engineering, Xidian University) Abstract： The system contains three key technology: full bridge driving circuit、H bridge power converter circuit and variable low pass filter. The core of the system is the full bridge circuit and the main controller is the TMS320F2808. The magnitude of SPWM is adjusted based on the output voltage sampling, so that the output power keep being the largest. The output frequency is following the reference frequency based frequency information and phase information from phase detector. [Key Words] full bridge driving H bridge variable low pass filter TMS320F2808 SPWM 1.引言我们的题目是设计并制作一个光伏并网发电模拟装置，将模拟光伏电池发出的直流电转化为与电网模拟参考信号同频同相的交流电而实现模拟并网。尽管寻找新能源的工作已经有悠久的历史了，但是能源的日益短缺已经迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在这个过程中，人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。光伏发电就是其中之一。光伏发电以其能源清洁性、资源的充足性及潜在的经济性等优势，在世界范围内受到高度重视。随着造价日益降低，其应用越来越广泛。在工业控制领域，外设丰富，性能强大的通用控制处理器已经成为主流。TI公司生产的c2000系列DSP便是其中的典型代表，本系统采用TMS320F2808作为主处理器，完成平台的各项处理功能。 2.系统指标本设计达到了该题目要求的所有基本指标和的发挥部分指标，并在此基础上进行了扩展。其测试记录如表2.1。