光伏逆變測控系統(tǒng)的設(shè)計

【摘要】：現(xiàn)在各國都著力于能源可持續(xù)發(fā)展的研究。太陽能規(guī)模龐大,并且綠色環(huán)保,基于這些優(yōu)點各國都在大力研究發(fā)展太陽能光伏系統(tǒng)。尤其光伏并網(wǎng)系統(tǒng)因其靈活性得到人們很大的關(guān)注。光伏逆變系統(tǒng)是光伏系統(tǒng)中的核心部分,它的性能決定光伏系統(tǒng)的總體性能。中國的光伏技術(shù)在近幾年也迅速發(fā)展起來,在這樣的環(huán)境中,本文對光伏逆變系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究,并設(shè)計了光伏逆變控制系統(tǒng)的可行性方案。 本文研究了光伏逆變系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)方式,深入理解逆變系統(tǒng)的要求及其控制目標(biāo),分析了光伏逆變控制技術(shù),實現(xiàn)基于滯環(huán)電流的并網(wǎng)控制技術(shù)。設(shè)計了一套實用的光伏逆變控制系統(tǒng),即可實現(xiàn)離網(wǎng)控制,單獨為負(fù)載供電;也可以實現(xiàn)并網(wǎng)控制,將光伏系統(tǒng)產(chǎn)生電源并入電網(wǎng)。 系統(tǒng)采用高性價比的DSPs(數(shù)字信號處理芯片)TMS320F2808及CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)EPM570,實現(xiàn)了光伏逆變控制系統(tǒng)。利用DSPs計算方面的優(yōu)勢,實現(xiàn)數(shù)字控制PID算法和MPPT(最大功率點跟蹤)算法,同時還要對前端采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波。在CPLD內(nèi)部實現(xiàn)DDS(直接數(shù)字合成)邏輯,產(chǎn)生正弦波及三角波,比較后產(chǎn)生功率管所需要的控制信號SPWM,同時還要實現(xiàn)并網(wǎng)時對電網(wǎng)同步跟蹤。最后文章還對并網(wǎng)系統(tǒng)與MPPT實現(xiàn)進(jìn)行了仿真與分析,驗證其可行性。 該方案有別于常見的單DSPs實現(xiàn)的光伏逆變控制系統(tǒng),存在更小的延遲時間。CPLD實現(xiàn)安全邏輯控制,也更加安全快捷。另外還設(shè)計了控制系統(tǒng)的面板及CAN總線通信方式,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的通信。該設(shè)計實現(xiàn)簡單方便,減小了通常光伏逆變控制系統(tǒng)的開發(fā)周期?？梢缘玫椒€(wěn)定并且具有低諧波失真的波形。 【關(guān)鍵詞】：光伏系統(tǒng) 逆變控制技術(shù) 最大點功率跟蹤 DSP
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.1.1 能源形勢及發(fā)展利用9
• 1.1.2 太陽能資源及發(fā)展利用9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況10-11
• 1.2.1 國外研究狀況10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究狀況11
• 1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)11-12
• 1.4 本文研究內(nèi)容12-14
• 第2章 光伏逆變控制技術(shù)14-25
• 2.1 光伏逆變系統(tǒng)14-18
• 2.1.1 DC/DC 變換器14-15
• 2.1.2 DC/DC 級最大功率點跟蹤15-16
• 2.1.3 DC/AC 變換器16-18
• 2.2 光伏逆變系統(tǒng)的要求及其控制目標(biāo)18-19
• 2.2.1 光伏系統(tǒng)對逆變系統(tǒng)的要求18-19
• 2.2.2 光伏逆變系統(tǒng)的控制目標(biāo)19
• 2.3 模擬控制策略19-23
• 2.3.1 電流瞬時值單反饋控制19-21
• 2.3.2 基于滯環(huán)電流的并網(wǎng)逆變控制策略21-23
• 2.4 總體方案設(shè)計23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計25-42
• 3.1 微處理器電路25-27
• 3.1.1 DSP 控制器25-26
• 3.1.2 采樣電路26-27
• 3.2 CPLD 控制邏輯27-30
• 3.2.1 邏輯控制器件27-28
• 3.2.2 同步控制28-30
• 3.2.3 安全控制30
• 3.3 波形發(fā)生電路30-36
• 3.3.1 DDS 邏輯30-33
• 3.3.2 SPWM 發(fā)生電路33-36
• 3.3.3 死區(qū)補償電路36
• 3.4 通信接口系統(tǒng)36-39
• 3.4.1 通信接口電路36-38
• 3.4.2 通信接口協(xié)議38-39
• 3.5 板級供電系統(tǒng)39-40
• 3.6 面板設(shè)計40-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第4章 控制流程設(shè)計42-52
• 4.1 總體控制方案42-44
• 4.2 數(shù)字PID 控制44-47
• 4.3 最大功率點跟蹤控制47-48
• 4.4 檢測保護(hù)控制48-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)仿真與分析52-56
• 5.1 并網(wǎng)系統(tǒng)仿真52-54
• 5.2 最大功率點跟蹤仿真54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60-61
• 致謝61

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