基于DSP的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)研究

【摘要】： 隨著能源消耗的不斷增長和生態(tài)環(huán)境的日益惡化,世界各國都在積極尋找一種可持續(xù)發(fā)展且無污染的新能源。太陽能作為一種高效無污染的新能源,尤其受到人類的重視。近年來,許多國家都非常重視發(fā)展太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)已成為太陽能光伏應(yīng)用的主流。本文對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)進行了詳細介紹,并對其控制方法進行了研究。 太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的兩大核心部分是太陽能電池板的最大功率點跟蹤(MPPT)控制和光伏并網(wǎng)逆變控制。 首先,本文對太陽能電池的工作原理及工作特性進行介紹,詳細分析太陽能電池工作的等效電路和數(shù)學(xué)模型。 其次,本文對幾種傳統(tǒng)的最大功率點跟蹤(MPPT)控制算法進行了研究、分析和比較,提出各自優(yōu)缺點。基于最大功率跟蹤過程的快速性和穩(wěn)定性,設(shè)計采用逐步逼近法實現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)中太陽能電池的最大功率輸出,以提高系統(tǒng)的性能和最大功率點跟蹤速度。 再次,基于光伏并網(wǎng)逆變器的控制目標,研究了光伏并網(wǎng)逆變器的常用控制方法,參考國內(nèi)外資料,選擇重復(fù)-PI控制作為光伏并網(wǎng)逆變器的控制策略。 最后,基于TMS320LF2407高速數(shù)字信號處理器,設(shè)計光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),給出系統(tǒng)的硬件參數(shù)和軟件流程圖,并針對實驗和仿真波形進行分析。 【關(guān)鍵詞】：光伏 并網(wǎng)發(fā)電 最大功率點跟蹤 逐步逼近法 重復(fù)-PI控制
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 太陽能利用的優(yōu)勢8
• 1.2 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展簡介8-9
• 1.3 光伏技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景9-11
• 1.3.1 國外光伏技術(shù)發(fā)展狀況9-10
• 1.3.2 國內(nèi)光伏技術(shù)發(fā)展狀況10
• 1.3.3 太陽能光伏發(fā)電發(fā)展前景10-11
• 1.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)概述11-13
• 1.4.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理11-12
• 1.4.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本組成12-13
• 1.5 本文主要的研究內(nèi)容13-15
• 第二章 光伏電池最大功率點跟蹤(MPPT)技術(shù)的研究15-24
• 2.1 光伏電池簡介15
• 2.2 太陽電池模型與最大功率點跟蹤方法15-22
• 2.2.1 太陽電池的基本原理和電路特性16-19
• 2.2.1.1 太陽電池基本原理16
• 2.2.1.2 太陽電池I-V 特性曲線16-17
• 2.2.1.3 太陽電池結(jié)溫和日照強度對太陽電池輸出特性的影響17-19
• 2.2.2 太陽電池最大功率點跟蹤方法19-22
• 2.2.2.1 定電壓跟蹤法20
• 2.2.2.2 功率回授控制法20
• 2.2.2.3 電導(dǎo)增量法20-22
• 2.2.2.4 擾動觀察法22
• 2.3 DC/DC 變換器分析22-23
• 2.4 小結(jié)23-24
• 第三章 光伏并網(wǎng)逆變器控制方法的研究24-42
• 3.1 光伏并網(wǎng)逆變器控制目標24
• 3.2 并網(wǎng)逆變器常用控制方法24-25
• 3.3 基于重復(fù)-PI 控制的光伏并網(wǎng)逆變器研究25-36
• 3.3.1 系統(tǒng)組成25-26
• 3.3.2 逆變器數(shù)學(xué)模型分析26
• 3.3.3 系統(tǒng)控制策略分析26-36
• 3.3.3.1 并網(wǎng)電流的重復(fù)控制27-34
• 3.3.3.2 預(yù)測控制算法34-35
• 3.3.3.3 電網(wǎng)電壓前饋補償控制35-36
• 3.4 并網(wǎng)逆變器中同步鎖相環(huán)的研究36-41
• 3.4.1 鎖相環(huán)的工作原理36-38
• 3.4.2 數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）的基本原理38
• 3.4.3 基于光伏并網(wǎng)控制的數(shù)字鎖相環(huán)的原理38-39
• 3.4.4 并網(wǎng)控制中的鎖相算法分析39-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第四章 基于DSP 的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)軟硬件設(shè)計42-55
• 4.1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)硬件設(shè)計42-49
• 4.1.1 DC/DC 變換電路設(shè)計42-43
• 4.1.2 DC/AC 逆變電路設(shè)計43-46
• 4.1.3 DSP 外圍電路設(shè)計46-49
• 4.2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)軟件設(shè)計49-54
• 4.2.1 TM5320LF2407A 功能介紹49-50
• 4.2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計50-51
• 4.2.3 MPPT 軟件實現(xiàn)51-52
• 4.2.4 DPLL 軟件實現(xiàn)52-54
• 4.3 小結(jié)54-55
• 第五章 實驗與仿真結(jié)果分析55-59
• 5.1 MPPT 仿真結(jié)果與分析55-56
• 5.2 逆變部分仿真與實驗56-58
• 5.2.1 系統(tǒng)仿真56-57
• 5.2.2 系統(tǒng)實驗57-58
• 5.3 小結(jié)58-59
• 總結(jié)與展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-64
• 附錄1：電路原理圖64-67
• DSP 及其外圍電路64-65
• 控制電路65-66
• 開關(guān)電源66-67
• 附錄2：部分源程序67-70
• 附錄3：作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70

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