5KW家用光伏并网发电系统设计

摘要

我国是发展中大国，工业发展与国民用电对能源的依赖性非常大，太阳能不仅清洁无污染而且是可无限再生的一种能源，对太阳能的利用推动了光伏发电产业的发展，小型的家用光伏发电能直接惠利于民在今年来受到广泛关注。本文设计了装机容量为5KW的光伏并网发电系统，足以满足一般家庭的生活用电。

针对光伏发电产业的现状和前景进行了简单介绍，对光伏并网发电系统的各个模块进行了设计。包括光伏电池的原理与电池组件的设计、主电路设计、控制系统设计，主电路是由DC/DC变换部分和DC/AC变换部分组成，DC/DC包括电源电路、稳压电路，用于提升光伏电池的输出电压并使之稳定不变；DC/AC包括逆变电路及其驱动信号发生电路；控制系统包含主控芯片、控制电路，控制策略包含最大功率点跟踪算法、spwm驱动信号产生等。该设计简单可靠，经济实惠，清洁无污染。

关键词：光伏并网，最大功率点跟踪控制，单相全桥逆变电路

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 光伏发电的发展情况

1.3 光伏发电的优点与存在的问题

1.4 本文研究内容

1.4.1 主电路设计

1.4.2 控制系统设计

2 系统设计方案

2.1 系统总体模型

2.2 光伏电池组件设计

2.2.1 光伏电池的原理

2.2.2 光伏电池的电气特性

2.2.3 组件设计

2.3 电源电路设计

2.4 稳压电路设计

2.5 逆变电路设计

2.5.1 载波频率

3 控制策略

3.1 基于STM32的控制系统

3.2 最大功率点跟踪控制

3.3 开关管控制

3.3.1 电源电路和稳压电路的控制

3.3.2 逆变电路的控制

3.4 软件设计

3.4.1 主程序

3.4.2 系统初始化

3.4.3 系统监测

3.4.4 运行模式流程图

4仿真和调试

5总结

致谢

参考文献

附录