摘 要

中国社会经济的快速发展，电力需求的不断增加，能源短缺，环境恶化。警报长鸣，能源危机迫在眉睫。世界各国已就减少使用不可再生能源、提高可再生能源和新能源比重、制定和实施可持续发展战略达成共识。

太阳能取之不尽，用之不竭，对环境友好，开发利用前景十分广阔。日益严重的污染问题促进了世界可再生能源发电技术的深入研究。因此，光伏发电早已经成为近年来的研究热点问题。这个设计将三相光伏发电逆变器为研究对象。从工程实现的角度来看，各种三相光伏发电逆变器的拓扑结构，主电路的工作原理，以及设计、电网连接和控制参数的方法研究深度。对光伏并网逆变系统主电路的拓扑结构进行了分析。比较和分析的基础上，主电路的原理和特点的几个常用的三相光伏逆变器，它是确定三相光伏发电逆变器的主电路系统采用比起高频的基于变压器隔离拓扑。设计方法的直流侧电容和输出滤波器的支持链接详细讨论了逆变器的电感器。

讨论了确定系统主电路方案的变频器的控制方法，不同的控制方法有不同的讨论长度。

本文研究和设计的相关内容，可以将不同功率级的光伏并网逆变器进行相关的具体的参考。

关键词：光伏隔离型逆变器； 太阳能发电； 高频变压器； MATLAB结构仿真

Abstract

The rapid development of China's social economy, the increasing demand for electricity, energy shortages, and environmental degradation. The alarm is long and the energy crisis is imminent. Countries around the world have reached consensus on reducing the use of non-renewable energy, increasing the proportion of renewable energy and new energy, and developing and implementing sustainable development strategies.

Solar energy is inexhaustible, inexhaustible, environmentally friendly, and has broad prospects for development and utilization. Increasingly serious pollution problems have promoted in-depth research on the world's renewable energy power generation technologies. Therefore, photo-voltaic power generation has long been a hot issue in recent years. This design will be a three-phase photo-voltaic power converter. From the perspective of engineering realization, the topology of various three-phase photo-voltaic power converter, the working principle of the main circuit， and the depth of research on the design， grid connection and control parameters. The topology of the main circuit of the PV grid-connected converter system is analyzed. Based on comparison and analysis, the main circuit principle and characteristics of several commonly used three-phase photo-voltaic converter, it is determined that the main circuit system of the three-phase photo-voltaic power generation converter adopts a transformer-based isolation topology compared to the high frequency. The converter's conductor is discussed in detail in the design method's DC side capacitor and output filter support link.

The control method of the frequency converter for determining the main circuit scheme of the system is discussed. Different control methods have different discussion lengths.
The relevant content of this paper research and design can be used to make specific reference for photo-voltaic grid-connected converters of different power levels.

Key words: Photo-voltaic Isolated converter; Solar Power Generation; High Frequency Isolated Transformer; MATLAB Structure Simulation

绪论

研究的目的及意义

不可再生能源的大量使用也带来了极其严重的环境污染问题。目前，各种不可再生燃料的大量燃烧，和各种有害物质，如二氧化硫排放每年几十万吨，和大气污染的程度越来越严重。此外，由于大量的二氧化碳温室气体的排放，温室效应逐渐出现；在过去的100年里，全球平均气温已经上升了0.3-0.6°C，和全球海平面上升了大约十到二十五厘米。更重要的是，人类文明的快速发展和迅速恶化的生活环境一直是一个矛盾，不容忽视。面对资源短缺和环境恶化的双重压力，如何有效实现资源节约型和环境友好型的两型创新社会?通过技术创新，真正的开发利用清洁的可再生能源将对我们和这个国家的唯一途径。

同时，人类社会的发展进步离不开高质量的能源和先进能源技术的大规模使用。因此，能源已经成为人类社会存在的物质基础，和它的发展水平直接影响着人类社会。发展和未来。在19世纪以前的农业时代，由于当时生产力的限制，一次能源主要使用可再生能源，如太阳能、水能、风能和可直接使用的生物质能源。曾经，随着以大规模机械化生产为代表的工业化大时代的到来，近半个世纪以来，煤炭的使用逐渐取代了木柴，最终成为主要的初级能源。但在20世纪，石油和天然气是大规模的开发和利用。

时至今日，煤炭、石油和天然气已占世界能源消费总量的80%以上，人类已进入不可再生能源世纪。不可再生能源是不可再生的，最终将被耗尽。根据2008年世界能源委员会的预测数据，根据人类社会已经证明的不可再生能源的储存和消耗速度，煤炭、石油和天然气的利用年限分别为220年、40年和50年。世界已探明总探明储量的主要能源。警报一定很长，能源危机已经迫在眉睫。世界各国已就减少不可再生能源的使用比例，增加和收获可再生能源和新能源的份额，制定可持续发展战略达成共识。

国内外研究现状

近年来，由于极端的全球能源短缺和日益严重的环境污染，光伏发电的发展已经引起了政府的注意。在这种特殊情况下，各国政府，特别是发达国家，迅速制定了一系列政策和计划，旨在促进太阳能光伏产业的快速发展和快速登陆。

德国直接投资补贴等实行奖励。由太阳能转换的能量。这法案介绍了典型的市场经济法律的发展可再生能源，和解决问题的基金在上网电价的实施法律通过整个网络flat-distribution方法，避免各种政府行为的缺点，使其上网价格更合理，更符合各种电站的实际成本和复杂的投资者利益，更容易操作，所以，德国的可再生能源发展已成为一个独特的和独特的全球光伏市场。德国光伏发电系统总装机容量达到1000万千瓦，成为全球最大的光伏市场，不存在任何过度波动。

以下是中国周边光伏产业在日本的发展情况。早在十九世纪七十年代年，日本海峡省就已经制定了一项长期计划，用可再生能源代替石油，已经取得了显著的进展在降低光伏发电成本。2008年，日本政府也制定一个“低碳行动计划”，并且促进积极的各种技术发展和降低太阳能发电的成本系统。促进了日本人购买家用太阳能。制度的进展；太阳能未来发展目标：安装的光伏的所产生的所有的发电量是前十年发电的总量的10倍，是十年后的五十倍。现阶段全日本的总的光伏发电量已经是仅次于欧洲的光伏发电市场。

下一个是美国的情况。2005年，给予相关政策鼓励，用户购买和使用太阳能设备。该计划包括发电和热能利用，预计总装机容量为300兆瓦。安装太阳能系统在2010年全美100万栋建筑。2006年， 下一个是美国的情况。2005年，给予相关政策鼓励，用户购买和使用太阳能设备。1997年6月20日，该计划包括发电和热能利用，预计总装机容量为300兆瓦。安装太阳能系统在2010年全美100万栋建筑。

尽管中国的太阳能光伏产业起步相对较晚，其发展非常迅速。特别是在太阳能热利用和太阳能电池制造业，它已经是世界上最好的之一。中国国家能源发展规划已经确定了2010 - 2020年发展的关键领域:收集用户使用光伏发电系统或小型光伏电站建设太阳能发电厂，解决这个问题无能为力的村庄，在偏远地区没有电。各种问题为用户供电。互联网电价最终是根据其成本和合理利润原则确定的；三是上网电价的差额分布在整个网络中。之后，中国已先后实施了一系列相关配套政策的可再生能源，同时有力地推动了光伏发电在中国的推广和应用。

与世界各国政府的大力推广，光伏行业在过去的十年中增长强劲。直到2005年，全球光伏系统的累积装机容量仅为1.43兆瓦，但到了2009年，其累计装机容量将接近23千瓦，2005年的15倍，尤其是从2004年到2009年。既保持同比增长超过30%。在中国一些学者预测，强劲的增长势头将继续在下一个十年。

三年前，整个一年的总装机容量为7.2兆瓦。在中间，在欧洲，欧洲的用电量达到5.6千瓦，占全球份额的四分之三，只有德国的电力3.9千瓦。但是却占了整个欧洲的一半。除欧洲外，亚洲数据为484MW，美洲数据为477MW(其中离网系统数据为40MW）。中国光伏发电是只有约160兆瓦，占全球份额的2.25%。光伏发电、太阳能电池和光伏逆变器集成系统的核心部件是最关键的。其技术性能和生产成本是衡量光伏发电技术综合实力的重要指标。它们决定了太阳能的光伏发电。发电工业的未来。其中，德国、日本等国和美国已显示出行业领先的趋势。2004年，中国太阳能电池行业全球总量的不到3%，但在强大的中国政府的行政能力，仅在2010年，中国的光伏电池已经在全球太阳能电池市场。20年增长47.8%，比三年前年增长了9.9%。到目前为止，中国大陆是世界上最大的太阳能电池行业的供应链。中国日益增长的太阳能和光伏电池生产和光伏应用市场非常不均匀，显示高光伏电池产能，但光伏发电能力很低。

光伏逆变器是一个成熟和成熟的产品在发达国家如欧洲、美国和日本。例如，英赫特安西门子，施耐德拥有产品。最大的三家公司，西门子，Kaco和Fronius，已经占据了超过60%的市场。更有甚者，制造商SMA更是独领风骚。占领了世界光伏发电的二分之一的总市场份额。这家大型逆变器公司，拥有一系列光伏逆变器，一直是最常用的产品在全球光伏发电站，和它的市场份额已经达到60%。与此同时，在低功率光伏波浪式市场上保持着较高的市场份额，而且，它的竞争对手Kaco主要使用无变压器的直接波浪式。

二级发电设备获得了国际认可的相比于这个公司，其收益是可有可无的。其完成的鸟巢已成功进行使用，它已完成了北京奥林匹克协会项目和上海世界博览会。多年来，光伏逆变器在中国的市场份额一直排名第一，它代表了世界上30多个主要国家，包括法国、美国、比利时、澳大利亚、德国、意大利和加拿大。到2012年，该公司的发货量中排名世界前三。近些年来，世界上许多国家都已经开始和大型的高等学府与主要的科研院所进行了极为紧密的长期合作，都想在光伏发电的先进领域拔得头筹。以武汉的华中科技大学为例它是在中国所有大学中开展光伏发电研究的大学。她取得了优秀的成果在光伏发电和照明的研究。与此同时，她和合肥阳光电源有限公司。公司的合作非常紧密；与此同时，天津大学研究的成就在微电网光伏发电逆变器；太阳能光伏系统质量检测中心建立的中国科学院电工研究所，他们关注光伏发电的应用和推广；海南交通大学在光伏建筑一体化领域进行了更深入的应用和研究。综上所述，我国光伏发电产业远未发达国家，我国的优势仍局限于太阳能电池产业的总产出。中国光伏产业总体技术水平不高，与国外相比有较大的差异。公司之间的差距仍然很大，中国目前的情况是“功耗大、污染大、成本高”。另一方面，中国光伏逆变器制造商的市场主要局限于国内低端市场。在当前的全球市场竞争中，没有一项研究单位已经进入了前十名。的主要原因与发达国家相比，中国与发达国家之间的差距包括以下几点:

首先，核心的芯片与光伏电池板制造原料的大量缺乏；