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1. 研究目的与意义(文献综述)
众所周知我国是一个人口众多,在能源使用方面,也是消费大国。我国常规能源资源占有量远远低于世界的平均水平,只占世界总量的 10.7% 左右。我国化石燃料逐步在枯竭, 2000年,我国人均石油、天然气、煤炭可采量分别为4.7t、 1262m3、140t。
我国能源总量形势十分严峻,主要的以煤炭为主。2001 年我国煤炭消耗比例67%,而世界消耗比例为24.71%。化石燃料的大量使用造成严重的大气污染。我国二氧化硫排放占世界总排放的 15%,二氧化碳 排放占世界总排放的 13.6%。据专家学者统计,到 2020 年,我国由于空气污染造成的损失将达到全国总 gdp 的 13%[1]。
同时面临三大战略挑战:(1)环境污染和大气环境恶化;(2)一次能源面临枯竭的远景,人类必须寻求替代能源;(3)从能源供给安全的角度看,能源结构从以煤炭和石油为主向以可再生能源、核能等清洁能源转移的需求。在这三大战略需求的促进下,随着化石能源的不断消耗,人类面临能源危机和化石燃料燃烧导致的环境变化问题越来越严峻,在世界领域对于发展都造成了一定的阻碍。因此,寻求对可再生清洁能源的进行发展探索势在必行[2]。例如核能、水能、风能等,其中尤为重要的是太阳能。首先,太阳能作为能源,储量巨大,取之不尽,用之不竭,且很少受地域限制。其次,其发电原理为光生伏打效应,在整个能量转化过程中,不会产生任何废气、废水,完全对自然无害。近十年,世界各国都加进了光伏发电项目研究,装机容量持续上升, 截至2017年底,全球光伏发电累计装机容量已经超过4025gw,全年新增装机容量超过98gw,同比增长28 95%,呈现出良好的发展势头。传统市场,如美国、日本新增装机容量分别达到106gw和7gw,依然保持强劲发展势头。同时,新兴市场也在不断涌现,光伏应用在亚洲、拉丁美洲进一步扩 大,如印度和巴西2017年新增装机容量分别约为91gw和0.9gw。中国光伏产业起步较晚,但呈现出迅速发展的势头。2002年, 我国光伏行业开始起步。2010年后, 在欧洲经历光伏产业需求放缓的背景下,我国光伏产业迅速崛起,成为全球光伏产业发展的主要动力。2017年,我国光伏新增并网装机量达到53gw,同比增长超过50%,累计并网装机量高达131gw。截至2017年9月底,全国光伏发电装机达164.74gw,位居全球首位,其中光伏电站117.94gw,分布式光伏达到46.8g[3]。
2. 研究的基本内容与方案
隔离型光伏并网型系统由光伏阵列、逆变器、电网构成。考虑到非隔离并网型逆变系统同隔离型在成本、效率、体积、质量等方面的优点。拟采用单相光伏并网逆变系统为设计对象。此方法的思路是将直流电经升压后得到高压直流(该部分采用boost电路),再经全桥逆变得到所需的交流电。电路中没有使用变压器对电路的输入输出进行隔离,体积小,稳定可靠,过负荷能力强,系统电路相对简单,成本低,比较实用于直流输入电压较高的场合,主电路拓扑图如图所示。
光伏逆变器主电路拓扑图
3. 研究计划与安排
为了保证毕业设计的完成,现将各个任务的时间安排如下:
第1-2周 翻译英文文献、阅读与选题相关论文,撰写并完成开题报告,修改、完善开题报告,进行开题答辩,开题报告做到无错字、别字,格式规范。
第3周 撰写毕业设计论文目录,咨询指导老师意见。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]王琪,杨立权,韩东全.我国太阳能光伏发电发展现状及前景[j].农业与技术,2015,35(23):168-170.
[2]文静,王斯成.我国分布式光伏发电的现状与展望[j].中国科学 院,2016,2(31):165-171.
[3]蔡高原.太阳能光伏发电技术现状与展望[j].河南科技,2018(32):128-130.
