基于DSP控制的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)

【摘要】：隨著人類文明社會(huì)與科技的高速發(fā)展以及世界人口的不斷增多,人類對(duì)能源的消耗越來(lái)越多。在不久的未來(lái),石油、煤炭等化石能源會(huì)被開(kāi)采完畢。所以如果不開(kāi)發(fā)出新的能源形式,人類將不可避免地面臨能源危機(jī)。除此之外,在消耗化石能源的同時(shí),由此帶來(lái)的環(huán)境污染的問(wèn)題也日益凸顯,這也最終將會(huì)影響到人類的生存條件。所以能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題,已經(jīng)成為了21世紀(jì)全球都必須要嚴(yán)肅面對(duì),且必須要解決的重大問(wèn)題。 為了解決這個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題,人們必須尋找新的可再生能源。而取之不盡,用之不竭的太陽(yáng)能正是人類所需的清潔能源。特別是近期日本的福島核泄漏事件以及國(guó)際油價(jià)的不斷攀升,給太陽(yáng)能等新能源技術(shù)的開(kāi)發(fā),帶來(lái)了良好的契機(jī)。光伏發(fā)電,是利用太陽(yáng)能的主要形式。而連接光伏發(fā)電陣列和電網(wǎng)的光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)便是整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵。光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的主要作用是將光伏陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)換成符合電網(wǎng)要求的交流電以實(shí)現(xiàn)光伏陣列的并網(wǎng)。這項(xiàng)技術(shù)的深入研究與探索,具有非常大的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文將在PSIM9.0基礎(chǔ)上,對(duì)光伏電池及其并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的各部分進(jìn)行仿真建模,并給出其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,著重對(duì)光伏電池的最大功率點(diǎn)跟蹤以及三相逆變器的空間矢量法控制方式進(jìn)行了分析研究。在對(duì)光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤控制中,本文在狀態(tài)空間平均法基礎(chǔ)上,探討了光伏電池輸出功率與其后續(xù)電路占空比的關(guān)系,進(jìn)而通過(guò)對(duì)占空比施加擾動(dòng)實(shí)現(xiàn)了最大功率點(diǎn)的跟蹤；在對(duì)三相逆變器的開(kāi)關(guān)變量法控制中,本文在瞬時(shí)無(wú)功功率理論基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了三相逆變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)此模型搭建了仿真電路,通過(guò)判斷空間矢量所在扇區(qū)以及確定相應(yīng)空間矢量的作用時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了逆變系統(tǒng)的SVPWM控制。整體的建模設(shè)計(jì)應(yīng)使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。另外,還應(yīng)選擇合適的LC濾波器,使逆變器的并網(wǎng)電流的總諧波畸變率(THD)符合并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 【關(guān)鍵詞】：光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng) 最大功率點(diǎn)跟蹤 開(kāi)關(guān)變量法 LC濾波 SVPWM
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 符號(hào)說(shuō)明11-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題的研究背景12
• 1.2 太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)12-13
• 1.3 光伏發(fā)電技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r13-16
• 1.3.1 國(guó)外光伏發(fā)電發(fā)展情況13-14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況14-16
• 1.4 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)概述16-18
• 1.4.1 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)分類16-17
• 1.4.2 光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的組成及其功能17-18
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第2章 光伏電池組件部分及其最大功率點(diǎn)跟蹤控制20-31
• 2.1 光伏電池組件部分20-24
• 2.1.1 光伏電池的工作原理20-21
• 2.1.2 光伏電池等效模型的建立21-24
• 2.2 狀態(tài)空間平均法簡(jiǎn)介24-26
• 2.3 光伏電池輸出功率與占空比的關(guān)系26-28
• 2.4 最大功率點(diǎn)跟蹤的實(shí)現(xiàn)28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 LC濾波部分和DC/DC部分31-37
• 3.1 LC濾波部分參數(shù)選擇31-32
• 3.2 DC/DC部分及其控制方式仿真研究32-36
• 3.2.1 DC/DC部分電流環(huán)設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.2 DC/DC部分電壓環(huán)設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.3 仿真研究35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 DC/AC部分(逆變器部分)37-69
• 4.1 逆變器工作原理37-39
• 4.2 三相PWM逆變器的數(shù)學(xué)模型39-43
• 4.2.1 開(kāi)關(guān)函數(shù)的建立39-40
• 4.2.2 坐標(biāo)變換40-43
• 4.3 鎖相環(huán)部分43-45
• 4.4 PWM調(diào)制方式45-50
• 4.4.1 SPWM調(diào)制方式原理45-46
• 4.4.2 SVPWM的空間矢量法調(diào)制46-50
• 4.5 SVPWM空間矢量法調(diào)制的實(shí)現(xiàn)50-58
• 4.5.1 確定扇區(qū)50-53
• 4.5.2 確定相應(yīng)扇區(qū)對(duì)應(yīng)空間開(kāi)關(guān)矢量的作用時(shí)間53-56
• 4.5.3 開(kāi)關(guān)管控制方法仿真56-58
• 4.6 三相PWM逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-63
• 4.6.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)58-59
• 4.6.2 PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)59-63
• 4.7 三相逆變系統(tǒng)仿真研究63-68
• 4.8 本章小結(jié)68-69
• 第5章 三相光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)69-79
• 5.1 硬件電路的設(shè)計(jì)69-75
• 5.1.1 DSP簡(jiǎn)介69-70
• 5.1.2 模擬信號(hào)的調(diào)理電路70-72
• 5.1.3 ADS8364簡(jiǎn)介及其與TMS320F2812的接口設(shè)計(jì)72-73
• 5.1.4 DSP電源73-74
• 5.1.5 通訊電路74-75
• 5.1.6 PWM輸出及其保護(hù)電路75
• 5.2 軟件設(shè)計(jì)75-78
• 5.2.1 主程序的流程圖76
• 5.2.2 定時(shí)器中斷程序流程圖76-77
• 5.2.3 ADS8364軟件流程圖77
• 5.2.4 SVPWM軟件設(shè)計(jì)77-78
• 5.3 本章小結(jié)78-79
• 第6章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 本文工作總結(jié)79
• 6.2 工作展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-86
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表86

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信息    

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基于DSP的小功率光伏并網(wǎng)逆變器的設(shè)計(jì)    楊軍;金新民;童亦斌;

基于PV-IPM的光伏并網(wǎng)逆變器    相海濤;蔣海江;馬翠姣;宋高升;

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單相光伏并網(wǎng)裝置主功率器件單極性安全切換模式    沈玉梁;余世杰;蘇建徽;趙為;王斯成;王德鄰;

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三相光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真    陶曉峰;吳紅斌;

單相非隔離型光伏并網(wǎng)逆變器中共模電流抑制的研究    孫龍林;張興;許頗;趙為;曹仁賢;

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給點(diǎn)兒陽(yáng)光就“燦爛”    楊朝暉

節(jié)能建筑：給點(diǎn)兒陽(yáng)光就“燦爛”    楊朝暉

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