光伏發(fā)電在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀國內(nèi)光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及前景中國的光伏發(fā)電市場目前主要用于邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村電氣化、通信和工業(yè)應(yīng)用以及太陽能光伏商品，包括太陽能路燈、草坪燈、太陽能交通信號燈以及太陽能景觀照明等。由于成本很高，并網(wǎng)光伏發(fā)電目前還處于示范階段。光伏產(chǎn)業(yè)包括多晶體硅原材料制造、硅錠/硅片生產(chǎn)、太陽電池制造、組件封裝和光伏系統(tǒng)應(yīng)用等，還有一些與整個產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè)，如各環(huán)節(jié)的專用材料制造、專用設(shè)備制造，專用檢測設(shè)備制造以及光伏系統(tǒng)平衡部件制造等。2002年，國家計(jì)委啟動“西部省區(qū)無電鄉(xiāng)通電計(jì)劃”，通過光伏發(fā)電和小型風(fēng)力發(fā)電解決西部七省區(qū)（西藏、新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、陜西和四川）700多個無電鄉(xiāng)的用電問題，光伏用量達(dá)到15.5MWp。該項(xiàng)目大大刺激了光伏工業(yè)，國內(nèi)建起了幾條太陽電池的封裝線，使太陽電池的年生產(chǎn)量迅速達(dá)到100MWp（2002年當(dāng)年產(chǎn)量20MWp）。為了促進(jìn)我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可再生能源中長期規(guī)劃提出的發(fā)展目標(biāo)，2007年國家發(fā)改委啟動了“大型并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)計(jì)劃”，加快解決日照資源豐富的西部八省（內(nèi)蒙古、云南、西藏、新疆、甘肅、青海、寧夏、陜西）無電鄉(xiāng)用電問題，明確要求并網(wǎng)光伏示范電站建設(shè)規(guī)模應(yīng)不小于5兆瓦，同時(shí)明確了大型并網(wǎng)光伏電站的上網(wǎng)電價(jià)通過招標(biāo)確定。圖1-1中國太陽電池年產(chǎn)量和年裝機(jī)自2002至2008年，中國大陸的太陽能電池組件的產(chǎn)能以每年3位數(shù)(即年增長率超過100%)的速度不斷增長。值得注意的是，中國2007年太陽能電池/組件生產(chǎn)能力達(dá)到2900MWp，太陽能電池年產(chǎn)量達(dá)到1088MWp，超過日本和德國，已躍居世界第一大光伏電池生產(chǎn)國。2008年中國太陽能電池生產(chǎn)能力已達(dá)到5GWp，太陽能電池年產(chǎn)量達(dá)到2000MWp。但是生產(chǎn)的太陽電池98%以上用于出口。圖1-1和表1給出自1990年以來中國光伏市場的發(fā)展進(jìn)程。表1中國太陽電池年產(chǎn)量和年裝機(jī)比較（MWp）年度199019952000200220042005200620072008年產(chǎn)量0.51.553.3105020037010882000年裝機(jī)0.51.553.320.3105102040截止到2008年底，2008年中國太陽能電池生產(chǎn)能力已達(dá)到5000MWp，中國太陽電池的累計(jì)裝機(jī)已經(jīng)達(dá)到140MWp。2008年全國電力裝機(jī)800GW，而光伏累計(jì)裝機(jī)只有0.14GW(140MW)，僅占全國全年裝機(jī)量的0.0175%。圖1-2和表2給出了自1990年以來中國光伏年裝機(jī)和累計(jì)裝機(jī)的現(xiàn)狀。中國2008年當(dāng)年光伏發(fā)電裝機(jī)量僅占全球當(dāng)年裝機(jī)容量的0.7％，與光伏電池生產(chǎn)大國的身份極不相符。圖1-2中國的光伏年裝機(jī)和累計(jì)裝機(jī)表2中國光伏年裝機(jī)和累計(jì)裝機(jī)統(tǒng)計(jì)（MWp）年度199019952000200220042005200620072008年裝機(jī)0.51.553.320.3105102040累計(jì)安裝1.786.631945657080100140國外光伏發(fā)電的現(xiàn)狀及前景自1839年發(fā)現(xiàn)“光生伏打效應(yīng)”和1954年第一塊實(shí)用的光伏電池問世以來，太陽能光伏發(fā)電取得了長足的進(jìn)步，但是它的發(fā)展仍然比計(jì)算機(jī)和光纖通訊要慢得多。1973年的石油危機(jī)和20世紀(jì)90年代的環(huán)境污染問題大大促進(jìn)了太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展。隨著人們對能源和環(huán)境問題認(rèn)識的不斷提高，光伏發(fā)電越來越受到各國政府的重視，科研投入不斷加大，鼓勵和支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策也不斷出臺。以1997年美國總統(tǒng)克林頓的“百萬太陽能光伏屋頂計(jì)劃”為標(biāo)志，日本還有歐洲的德國、丹麥、意大利、英國、西班牙等國也紛紛開始制定本國的可再生能源法案，刺激了光伏產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。2000年以來，全球光伏產(chǎn)業(yè)連續(xù)6年以30%~~60%以上的速度增長，2002年全球光伏電池產(chǎn)量為560MW/a，到2003年已高達(dá)750MW/a,增長了34%。2004年開始，德國對可再生能源法進(jìn)行了修訂，新的補(bǔ)貼法案促成了德國光伏市場隨后的爆發(fā)，隨之而來的是發(fā)達(dá)國家間新一輪的政策熱潮和全球光伏市場的更高速膨脹。2004年世界光伏電池年產(chǎn)量達(dá)到1256MW，年增長率高達(dá)68%，2005年產(chǎn)量達(dá)1818MW，增長率仍有45%（圖1-3），2006年，美國加州州長施瓦辛格提出了要在加州實(shí)施“百萬個太陽能屋頂計(jì)劃”，在未來10年內(nèi)建設(shè)3000MW光伏發(fā)電系統(tǒng)的提案，這象征著美國光伏政策的新紀(jì)元的到來。正是由于歐洲、日本和美國強(qiáng)有力的政策推動，全球太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)市場才呈現(xiàn)出今天欣欣向榮的景象，太陽能光伏發(fā)電的前景無限光明。圖1-3世界太陽能電池歷年產(chǎn)量世界光伏發(fā)電的高速發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）光伏電池產(chǎn)量持續(xù)增長多年來光伏產(chǎn)業(yè)一直是世界增長速度最高和最穩(wěn)定的領(lǐng)域之一，1999~~2005年間，光伏電池產(chǎn)量以年均增長率超過40%的速度高速發(fā)展，太陽電池的產(chǎn)量從1999年的202MW增加到2005年的1818MW，增長了9倍。（2）生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大光伏產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)電池產(chǎn)量早已突破100MW，且有越來越多的企業(yè)已經(jīng)提出了建設(shè)年產(chǎn)1000MW電池生產(chǎn)線的目標(biāo)。（3）光伏市場飛速膨脹不斷有新的國家出臺激勵光伏發(fā)展的政策。2004年德國補(bǔ)貼法修訂后，僅用了一年，即在2005年，德國市場年裝機(jī)容量便達(dá)到了837MW，占全球市場的57%，政府政策對光伏的激勵可想而知。而2006年，美國加州正式出臺3000MW光伏安裝計(jì)劃，帶動美國其它各州也紛紛仿效。美國將成為繼日本、歐洲之后又一大的光伏市場。（4）新技術(shù)不斷出現(xiàn)，電池效率不斷提高隨著自動化程度和生產(chǎn)技術(shù)水平的提高，電池效率將由現(xiàn)在的水平（單晶硅16%~~18%，多晶硅15%~~17%）向更高水平（單晶硅18%~~20%，多晶硅16%~~18）發(fā)展。鄧州市鑫園光伏電力開發(fā)有限公司與中科院聯(lián)手，最新研制成功利用宇宙光能發(fā)電，光能發(fā)電采用最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，每天可利用光能發(fā)電17小時(shí)。（市場現(xiàn)有的單晶硅、多晶硅太陽能電池只可利用8小時(shí)，且對環(huán)境存有污染）。光能發(fā)電是當(dāng)今世界的尖端科技，將為全人類徹底解決“能源危機(jī)”“環(huán)境污染”和“可持續(xù)發(fā)展”等三大世界難題，將做出歷史性、跨世代的偉大貢獻(xiàn)，將為人類利用新能源、新技術(shù)方面進(jìn)入一個嶄新的時(shí)代，引發(fā)一場世界科技革命，讓全人類過著健康、幸福、和諧的生活。1.1本文所做的主要工作本文的目的是要設(shè)計(jì)一套基于TMS320F2812的單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)輸出的并網(wǎng)電壓為220V，系統(tǒng)輸出功率為0.2KW。本文對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、工作原理、控制策略等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究。本文的主要工作重點(diǎn)總結(jié)如下：1.分析了單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。分析了不同主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。2.研究了最大功率點(diǎn)跟蹤控制（MPPT）的原理和方法，分析了目前常用的幾種MPPT方法的優(yōu)缺點(diǎn)，文中采用擾動法來實(shí)現(xiàn)光伏陣列的最大功率點(diǎn)跟蹤。3.在分析了逆變器不同控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用了電壓電流雙環(huán)控制的策略，對控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。4.設(shè)計(jì)了基于DSP芯片