毕业设计(论文)题目

家用光伏发电系统逆变电源设计

班级

电气2108班

学号

研究目的和意义：

目的：随着不可再生资源的减少以及环境的污染日益严重，开发利用绿色环保的新能源正成为当今社会关注的热点。在众多的新能源中，太阳光照充足，利用率高，是一种理想的可再生能源。家用光伏发电系统能够将太阳能转化为电能，可以满足家庭的部分或全部用电需求，减少对传统电网的依赖，降低家庭用电成本，同时对减少碳排放、缓解环境压力有着积极的贡献

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]。所以设计一种可调频的SPWM逆变电源，用于将直流电源转换为可供应220V交流电的电源。提高供电系统稳定性，利用先进的控制策略来设计稳态好、性能可靠的数字式逆变电源系统。

意义：光伏并网逆变电源可以将光伏发电系统产生的电能并入电网中，为传统发电方式提供了可再生能源替代方案。降低能源供应的成本和环境污染

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]。通过对光伏发电逆变电源的升压电路、调压电路和最大功率点跟踪控制进行研究。因此设计一个能够输出稳定的工频交流电的逆变电源，能够提高家用光伏发电系统的整体性能、促进太阳能在家庭层面的广泛应用。对降低能源消耗，推动节能减排、保护环境和促进可持续发展具有至关重要的意义。

相关国内外研究现状（文献综述）：

国内发展研究的现状：

在国内，光伏发电容量持续增长，已在全球范围内建成大量的光伏发电站。光伏技术的持续进步促使光伏电池的效率不断提高，同时成本不断降低。例如闽宁“绿电小镇”的建设，国网宁夏电力有限公司为原隆村2000多户移民建设屋顶光伏，累计惠及人口9600余人，每年可发放上网电费及补贴超过600万元，实现了节能减排和惠民助民“双丰收”

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]。而目前主流的逆变器类型可以分为VSI、CSI、PWM、多电平逆变器以及软开关逆变器等。PWM通过控制半导体开关管的脉冲宽度来调节输出电压与频率，具有较高的精度和转换效率。PWM技术作为逆变系统中应用最为广泛的存在，具有调频、调压、动态响应快等优点

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]。

国外发展研究现状：

1967年，日本MSK公司最早提出建筑光伏一体化产品。MSK将透明前后板加工成半柔性和轻量化光伏组件用于粘贴在屋顶和墙面上，是最早家用光伏发电系统的开拓者。1997年6月,美国政府提出“百万太阳能屋顶计划”。截止到2018年，美国大约有200万户家庭安装了光伏

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]。例如韩国最近新兴的智能电网技术，包括分布式能源（DER）（例如屋顶太阳能光伏（PV）和储能系统（ESS））、带有智能电表的先进计量基础设施和需求侧管理，使消费者能够通过配备这些智能电网技术的 HEMS 实现更多节能。

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]。

参考文献：

[1] 杨强强.基于PVSFSPWM重复控制下的逆变电源研究[D].安徽理工大学,2024.DOI:10.26918/d.cnki.ghngc.2024.001498.

[2] 侯磊,王晶晶.基于DSP的光伏逆变电源设计[J].机电技术,2023,(04):63-66.DOI:10.19508/j.cnki.1672-4801.2023.04.019.

[3] 鲁延宏.王雪玲.永宁县闽宁镇：绿色小镇“绿”意浓.宁夏新闻网,2024.5.9

[4] 程秀芝,吴志航,关付生,等.单相光伏并网逆变电源设计研究[J].仪表技术,2023,(06):74-76+81.DOI:10.19432/j.cnki.issn1006-2394.2023.06.017.

[5] 刘志海.国内外建筑光伏发展现状分析[J].玻璃,2023,50(04):1-9.

[6] Mak, Davye, and Dae-Hyun Choi. "Smart Home Energy Management in Unbalanced Active Distribution Networks Considering Reactive Power Dispatch and Voltage Control",IEEE Access 7 (2019): 149711-149723.

研究主要内容及方法：

研究内容：

1.逆变电源部分设计：对逆变电源的拓扑结构进行研究与选择，对比不同拓扑结构（如全桥、半桥、推挽等）的优缺点，结合家用光伏发电系统的实际需求确定最适合的拓扑结构，并对其工作原理进行详细分析。

2.逆变电源的硬软件设计：包括设备的选型，功率电路设计，控制电路设计以及辅助电源设计，确保各部分电路能够协同工作，实现高效稳定的逆变功能。

3.保护功能设计：系统需具备完善的保护功能，包括过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护等。

4.搭建家用光伏发电系统逆变电源的最小实验系统模型，对设计的逆变电源进行性能测试，根据测试结果对系统进行优化和改进。

研究方法：文献调研法、理论分析法；实验研究法；对比分析法；

指导教师意见：

指导教师签字：

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