1.设计的目的及意义

近年来，随着经济全球化进程的不断加速和工业经济的迅猛发展，世界范围内的能源短缺和环境污染已成为制约人类社会可持续发展的两大重要因素，引发了人们对未来社会发展动力来源的广泛关注和思考。不少国家的能源战略都有一个明显的政策导向——鼓励开发新能源，这既是国际市场上石油等传统能源产品价格高昂压力所致，也是人类可持续发展的客观需要。

因此，新能源开发有可能成为未来最重要的经济增长引擎，成为最有创造就业和财富能力的新经济支柱。目前，全球投向新能源，特别是风能、太阳能和生物质能的资金数量激增。

太阳能发电作为一种新的电能生产方式，以其无污染、无噪音、维护简单等特点显示出无比广阔的发展空间和应用前景。地球表面每年接受太阳辐射能量高达5.4*1024J，若能将其中的十万分之一转化为电能，就可以满足目前全世界的能耗需求，所以太阳能发电对缓解日益严重的环境和能源危机具有特别重要的意义，光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一，也越来越受到关注，即深入研究光伏并网发电系统，对于缓解能源危机、保护环境、维护社会稳定、促进经济的可持续发展等都具有深远而重大的理论和现实意义。

据统计资料显示，目前光伏发电系统中，接近99%的安装容量为并网应用，这是因为并网应用相对独立光伏系统有成本低和免维护等优势，并网式光伏发电系统式当今发展方向，全世界并网式光伏系统年增长率约为25~30%。并网逆变器作为光伏电池与电网的接口装置，将光伏电池的电能转换成交流电能并传输到电网上，在光伏并网发电系统中起着至关重要的作用，现代逆变技术为光伏并网发电的发展提供了强有力的技术和理论支持。并网逆变器正朝着高效率、高功率密度、高可靠性、智能化的方向发展。

近几年，随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持，全球光伏发电逆变器的销售额 逐年递增，光伏发电用逆变器进入了一个快速增长的阶段。但目前全球光伏逆变器市场基本被国际几大巨头瓜分，欧洲式全球光伏市场的先驱，具备完善的光伏产业链，光伏逆变器技术处于世界领先地位。SMA3是全球最早也是最大的光伏逆变器生产企业（德国市场占有率达 50%以上），约占全球市场份额的三分之一第二位是Fronius。全球前七位的生产企业占领了近70%的市场份额。目前国内光伏并网逆变器市场规模较小，国内生产逆变器的厂商众多，但专门用于光伏发电系统的逆变器制造商并不多，但是不少国内企业已经在逆变器行业已经研究多年，已经具备一定的规模和竞争力。国内市场规模虽然较小，但未来光伏电站市场的巨大发展空间和发展潜力给国内企业带来发展的历史机遇。国内重点光伏项目的大功率产品几乎全部选用国内产品。从技术方面来看，国内企业在转换效率、结构工艺、智能化程度、稳定性等方面与国外先进水平仍有一定差距，目前我国在小功率逆变器技术上与国外处于同一水平，在大功率并网逆变器上，大功率并网逆变器仍需进一步发展。

光伏逆变电源并网运行时本质上为电流源。如何有效控制输出电流以及尽量减少对电网谐波污染的前提下，如何满足与电网电压同频同相，并网系统的功率因数近似为1是光伏电源并网运行的两大难题和关键点。而逆变器是并网系统的核心装置，逆变器控制和调制技术成为并网技术的关键。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容与目标

太阳能作为一种新型的可再生能源，得到了广泛的应用。光伏并网技术成为有效利用太阳能发电的核心和关键。课题要求在分析传统光伏并网逆变器控制策略基础上，讨论光伏电池的输出特性；研究具有功率跟踪的电流控制技术。比较不同的最大功率点跟踪算法，保证并网电流与电网电压基本同频同相，并网系统的功率因数近似为1。分析光伏并网逆变系统原理，设计用于蓄电池充放电管理的光伏发电控制器，逆变器电力变换器，DC/DC变换器，驱动电路。建立仿真模型，验证设计的可行性与有效性。