基于DSP的太陽能無差控制光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計

【摘要】：煤、石油、天然氣等化石能源的大量開發(fā)及利用不僅造成環(huán)境日益惡化，并且這些一次能源可開采量已經(jīng)越來越少，因而發(fā)展清潔干凈的新能源已經(jīng)勢在必行。太陽能資源豐富，潛力巨大，無污染，是未來主要開發(fā)的新能源之一。世界各國對其中的光伏發(fā)電技術(shù)非常重視，而光伏并網(wǎng)逆變器是光伏發(fā)電技術(shù)的主要研究內(nèi)容之一。數(shù)字信號處理芯片DSP的快速發(fā)展，使得光伏并網(wǎng)逆變器的控制算法得以實現(xiàn)。本文以TMS320F2812型DSP作為控制芯片，對2kW光伏并網(wǎng)逆變器進行了深入研究。 首先本文分析了光伏并網(wǎng)逆變器的研究背景及意義和國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，并且對逆變器的構(gòu)成、類別、拓撲結(jié)構(gòu)進行了相關(guān)論述。其次分析了非隔離型高頻光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的DC/DC、DC/AC電路的拓撲結(jié)構(gòu)，對Boost升壓電路和單相全橋逆變電路的工作原理作了穩(wěn)態(tài)分析，然后針對本文所設(shè)計系統(tǒng)的容量及工作頻率，理論分析計算得到Boost電路中儲能電感、儲能電容和單相全橋逆變電路中LC輸出濾波器的濾波電感和濾波電容的參數(shù)值，為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主電路參數(shù)設(shè)計提供了理論依據(jù)。 隨后本文對并網(wǎng)逆變器的選型原理等進行了詳細介紹，在分析幾種常用的輸出電流控制算法后重點論述了電流內(nèi)環(huán)采用基于功率前饋的無差拍控制的方法，建立了系統(tǒng)的無差拍控制數(shù)學模型。 確定了系統(tǒng)硬件主電路方案后，本文介紹了以TMS320F2812為控制器的硬件平臺構(gòu)成，包括對主功率模塊、驅(qū)動電路、保護電路及過零點檢測電路的設(shè)計原理分析。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 光伏并網(wǎng) 逆變器 DSP 無差拍
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.1.1 太陽能是可再生潔凈能源的主角10-11
• 1.1.2 光伏發(fā)電的優(yōu)點和存在的問題11
• 1.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展11-15
• 1.2.1 并網(wǎng)發(fā)電是光伏發(fā)電的趨勢11-12
• 1.2.2 全球光伏并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)狀與發(fā)展12-13
• 1.2.3 我國光伏并網(wǎng)發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展13-14
• 1.2.4 我國并網(wǎng)發(fā)電亟待解決的問題14-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第二章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并網(wǎng)逆變器17-28
• 2.1 光伏并網(wǎng)的結(jié)構(gòu)17-23
• 2.1.1 集中式結(jié)構(gòu)17-18
• 2.1.2 交流模塊式結(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.3 串型結(jié)構(gòu)19-20
• 2.1.4 多支路結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.5 主從結(jié)構(gòu)21-22
• 2.1.6 直流模塊式結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 光伏并網(wǎng)逆變器的分類23-25
• 2.2.1 隔離型光伏并網(wǎng)逆變器24
• 2.2.2 非隔離型并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)24-25
• 2.3 光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的組成25-26
• 2.4 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的總體設(shè)計26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 單相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主電路的研究與設(shè)計28-39
• 3.1 直流變換（DC/DC）電路28-33
• 3.1.1 直流變換（DC/DC）電路結(jié)構(gòu)28-31
• 3.1.2 Boost 電路的參數(shù)設(shè)計31-33
• 3.2 直流逆變(DC/AC)電路33-37
• 3.2.1 直流逆變(DC/AC)電路的拓撲結(jié)構(gòu)33-34
• 3.2.2 直流逆變(DC/AC)電路功率器件的選取34-35
• 3.2.3 直流逆變(DC/AC)電路的參數(shù)設(shè)計35-37
• 3.3 系統(tǒng)主電路方案37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的控制策略39-53
• 4.1 最大功率點跟蹤39-45
• 4.1.1 光伏最大功率跟蹤的原理39-40
• 4.1.2 最大功率點跟蹤方法的原理40-41
• 4.1.3 最大功率點跟蹤方法的分析比較41-45
• 4.2 DC/AC 逆變器的控制策略45-50
• 4.2.1 DC/AC 逆變器控制策略的分析比較46-47
• 4.2.2 基于功率前饋的無差拍電流控制47-50
• 4.3 孤島效應(yīng)檢測策略50-52
• 4.3.1 孤島效應(yīng)的不良影響50
• 4.3.2 孤島效應(yīng)檢測策略50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第五章 基于 DSP 控制系統(tǒng)硬軟件設(shè)計53-62
• 5.1 控制芯片53-55
• 5.2 采樣電路55-56
• 5.2.1 過零點檢測電路55
• 5.2.2 電壓檢測電路55-56
• 5.3 驅(qū)動電路56-59
• 5.3.1 信號緩沖電路56-57
• 5.3.2 隔離放大電路57-58
• 5.3.3 保護電路58-59
• 5.3.4 驅(qū)動電源選取59
• 5.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 全文總結(jié)62
• 展望62-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67-68
• 附件68

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