基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器研制

【摘要】：全球常規(guī)能源儲量是有限的,人們的大量開采和過度使用造成了生態(tài)破壞和環(huán)境污染。開發(fā)和利用可再生能源可以保持社會的可持續(xù)發(fā)展。太陽能作為清潔的可再生能源,在開發(fā)和利用當(dāng)中,無二次能源消耗、無二次污染等特點,已受到人們的高度重視。作為太陽能開發(fā)利用的主要方式—光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),將得到快速的發(fā)展。 在此應(yīng)用背景下,本論文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置—光伏并網(wǎng)逆變器進(jìn)行了深入研究,將太陽能光伏陣列輸出的直流電能最大限度地轉(zhuǎn)換成交流電能,并饋送到電網(wǎng),采用TI公司的TMS320F28035數(shù)字微處理器作為控制的核心,開展了光伏并網(wǎng)逆變器的理論與實現(xiàn)研究。 首先,對光伏并網(wǎng)逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制策略做了比較和分析,確定采用了具有高頻變壓器隔離的兩級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并對本系統(tǒng)的兩級控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析；其次,對太陽能光伏電池進(jìn)行了分析,研究了常用的幾種最大功率點跟蹤(MPPT)控制方法,最終確定了差值計算法進(jìn)行跟蹤控制,并對本論文設(shè)計的光伏并網(wǎng)逆變器中兩級結(jié)構(gòu)提出具體的實現(xiàn)控制方法；然后,根據(jù)整個控制方案,進(jìn)行了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,對系統(tǒng)主電路、采樣電路及保護(hù)電路做了詳細(xì)設(shè)計,同時對整個系統(tǒng)和各個中斷服務(wù)給出了程序流程圖；最后,制作實驗樣機(jī),并對相關(guān)功能進(jìn)行測試實驗。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 光伏發(fā)電 光伏并網(wǎng)逆變器 最大功率點跟蹤 TMS320F28035
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題提出的背景8-10
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電的構(gòu)成及關(guān)鍵技術(shù)10-12
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容12-13
• 2 光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)設(shè)計及工作原理13-23
• 2.1 光伏并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)設(shè)計13-17
• 2.1.1 光伏并網(wǎng)逆變器選型13-14
• 2.1.2 光伏并網(wǎng)逆變器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)14-16
• 2.1.3 光伏并網(wǎng)逆變器總方案16-17
• 2.2 光伏并網(wǎng)逆變器的工作原理17-23
• 2.2.1 交錯并聯(lián)反激BOOST電路原理17-19
• 2.2.2 后級單相全橋逆變(DC/AC)電路工作原理19-20
• 2.2.3 逆變并網(wǎng)電流控制跟蹤方法20-23
• 3 太陽能光伏陣列最大功率點跟蹤23-34
• 3.1 太陽能光伏電池及其特性23-26
• 3.1.1 光伏電池等效電路與輸出特性24-25
• 3.1.2 影響光伏電池輸出的因素溫度25
• 3.1.3 影響光伏電池輸出的因素光照強(qiáng)度25-26
• 3.1.4 影響光伏電池輸出的因素負(fù)載阻抗26
• 3.2 最大功率點跟蹤控制方法比較與分析26-30
• 3.2.1 擾動觀測法27
• 3.2.2 定電壓跟蹤法27
• 3.2.3 電導(dǎo)增量法27-29
• 3.2.4 短路電流比例系數(shù)法29
• 3.2.5 其他MPPT控制方法29-30
• 3.3 最大功率點跟蹤的具體實現(xiàn)方法30-34
• 3.3.1 差值計算法30-32
• 3.3.2 兩級型結(jié)構(gòu)光伏并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)實現(xiàn)方法32-34
• 4 基于DSP的光伏并網(wǎng)逆變器軟硬件設(shè)計34-49
• 4.1 光伏并網(wǎng)逆變器總體技術(shù)條件34
• 4.2 光伏并網(wǎng)逆變器硬件設(shè)計34-40
• 4.2.1 交錯并聯(lián)反激BOOST電路設(shè)計34-37
• 4.2.2 單相全橋逆變電路設(shè)計37-38
• 4.2.3 并網(wǎng)電流檢測電路設(shè)計38-39
• 4.2.4 電網(wǎng)電壓檢測電路設(shè)計39
• 4.2.5 電網(wǎng)相位檢測電路設(shè)計39-40
• 4.3 光伏并網(wǎng)逆變器軟件設(shè)計40-49
• 4.3.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計40-41
• 4.3.2 系統(tǒng)主程序41-42
• 4.3.3 MPPT控制T1中斷程序設(shè)計42
• 4.3.4 前級(PWM)T3中斷程序設(shè)計42-44
• 4.3.5 后級(SPWM)T2中斷程序設(shè)計44
• 4.3.6 同步信號捕獲中斷程序設(shè)計44
• 4.3.7 數(shù)字PI程序設(shè)計44-47
• 4.3.8 故障處理中斷程序47-48
• 4.3.9 軟件抗干擾措施48-49
• 5 光伏并網(wǎng)逆變器實驗結(jié)果49-54
• 5.1 光伏并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)實驗49
• 5.2 光伏并網(wǎng)逆變器紋波實驗49-50
• 5.3 光伏并網(wǎng)逆變器啟動關(guān)閉實驗50-51
• 5.4 系統(tǒng)孤島保護(hù)實驗51-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 致謝57-58

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