并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)研究與設(shè)計

【摘要】：過去的2014年,全球光伏產(chǎn)業(yè)呈回暖之勢,受到政策驅(qū)動的影響,光伏市場中心迅速東移,中國成為全球光伏市場的領(lǐng)軍國家。按照中國現(xiàn)在的能源和環(huán)境現(xiàn)狀,我國急需發(fā)展清潔能源來完成能源的轉(zhuǎn)型,光伏作為主要的清潔能源將發(fā)揮巨大的作用。我國在光伏普及的道路上做出了不少貢獻,通過不斷推出相應(yīng)的法律法規(guī),致力于發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè),這項措施極大促進了學(xué)者們對光伏發(fā)電技術(shù)進行研究和開發(fā)。本文首先在深入研究并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上,確定了并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的總體方案。主要包括最大功率跟蹤、SPWM生成方式以及參數(shù)計算。在最大功率跟蹤方面確立了擾動觀測法為MPPT的實現(xiàn)方法;在SPWM波生成方面,具體闡述了幾種SPWM波生成的算法,最終為系統(tǒng)選擇了規(guī)則采樣法作為SPWM波的調(diào)制方法;在參數(shù)計算方面,主要對濾波電路的參數(shù)以及雙環(huán)控制系統(tǒng)的PI參數(shù)進行了計算。最后對最大功率跟蹤環(huán)節(jié)以及并網(wǎng)環(huán)節(jié)進行了建模和仿真,通過仿真結(jié)果驗證了理論分析以及參數(shù)計算的正確性。其次本文詳細闡述了系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計過程。硬件部分的設(shè)計主要包括逆變模塊驅(qū)動電路、SPWM信號處理電路、以TMS320F28335為核心的控制電路和電流/電壓檢測電路等,其中逆變模塊驅(qū)動電路邏輯關(guān)系的設(shè)計以及電流/電壓檢測電路中參數(shù)的設(shè)計是這部分的重點。而最大功率跟蹤、三相并網(wǎng)控制、電參量采樣、串口通信以及上位機界面則由軟件部分實現(xiàn)。在結(jié)合軟硬件設(shè)計后對系統(tǒng)進行調(diào)試和運行,初步達到了研究的目的,為并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了一套解決方案。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 SPWM 逆變 并網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM615;TM921.5
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景與意義8
• 1.2 光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.2.1 國內(nèi)光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀8
• 1.2.2 國外光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.3 并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)9-10
• 1.3.1 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)介紹9-10
• 1.3.2 并網(wǎng)光伏發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)10
• 1.4 論文的主要內(nèi)容10-11
• 1.5 本章小結(jié)11-12
• 第二章 并網(wǎng)光伏發(fā)電控制技術(shù)研究12-30
• 2.1 并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)12-13
• 2.2 最大功率跟蹤控制技術(shù)13-17
• 2.2.1 光伏陣列的數(shù)學(xué)模型13-14
• 2.2.2 光伏陣列的輸出特性14-15
• 2.2.3 最大功率跟蹤方法15-16
• 2.2.4 實現(xiàn)MPPT功能主電路的選擇16-17
• 2.3 DC/AC變換器主電路的選擇17-18
• 2.4 SPWM調(diào)制方法18-21
• 2.5 輸出濾波器的設(shè)計21-24
• 2.6 雙環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計24-29
• 2.6.1 電流內(nèi)環(huán)24-28
• 2.6.2 電壓外環(huán)28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 第三章 并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的建模與仿真30-33
• 3.1 最大功率跟蹤仿真系統(tǒng)30-31
• 3.1.1 模型的搭建30
• 3.1.2 仿真結(jié)果及分析30-31
• 3.2 三相并網(wǎng)仿真系統(tǒng)31-32
• 3.2.1 模型的搭建31
• 3.2.2 仿真結(jié)果及分析31-32
• 3.3 本章小結(jié)32-33
• 第四章 并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計33-48
• 4.1 并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)總體硬件設(shè)計33
• 4.2 主控電路的設(shè)計33-39
• 4.2.1 TMS320F28335功能介紹33-36
• 4.2.2 TMS320F28335最小系統(tǒng)36-38
• 4.2.3 TMS320F28335供電電路38
• 4.2.4 PWM輸出信號處理電路38-39
• 4.3 逆變及驅(qū)動電路的設(shè)計39-42
• 4.3.1 逆變模塊的選取39-40
• 4.3.2 逆變模塊驅(qū)動電路的設(shè)計40-42
• 4.4 電流電壓檢測電路的設(shè)計42-47
• 4.4.1 LTSR 6-NP電流傳感器介紹42-43
• 4.4.2 VSM025A電壓傳感器介紹43-44
• 4.4.3 LTSR 6-NP型霍爾電流傳感器測量電路圖44-45
• 4.4.4 VSM025A型霍爾電壓傳感器測量電路圖45
• 4.4.5 A/D采樣信號處理電路圖45-47
• 4.5 本章小結(jié)47-48
• 第五章 并網(wǎng)光伏發(fā)電控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計48-56
• 5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計48-54
• 5.1.1 主程序模塊48-49
• 5.1.2 最大功率跟蹤子模塊49-50
• 5.1.3 三相并網(wǎng)控制子模塊50-51
• 5.1.4 SPWM生成子模塊51-52
• 5.1.5 A/D采樣子模塊52
• 5.1.6 SCI通信子模塊52-54
• 5.2 上位機設(shè)計54-55
• 5.2.1 主控界面設(shè)計54
• 5.2.2 監(jiān)控界面設(shè)計54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果分析56-64
• 6.1 系統(tǒng)的調(diào)試56-61
• 6.1.1 系統(tǒng)的硬件調(diào)試56-59
• 6.1.2 系統(tǒng)的軟件調(diào)試59
• 6.1.3 系統(tǒng)的測試平臺59-61
• 6.2 實驗結(jié)果與分析61-63
• 6.3 本章小結(jié)63-64
• 第七章 總結(jié)與展望64-66
• 7.1 總結(jié)64-65
• 7.2 展望65-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文66-67
• 參考文獻67-70
• 附錄一 系統(tǒng)各部分原理圖70-72
• 附錄二 系統(tǒng)各部分PCB板實物圖72-73

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