学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

光伏并网逆变器的研究与实践

作　者: 原慧军
导　师: 王效华；徐进
学　校: 南京农业大学
专　业: 农业生物环境与能源工程
关键词: 数字信号处理器光伏发电并网逆变器正弦脉宽调制最大功率点跟踪
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 1273次
引　用: 13次
阅　读: 论文下载

内容摘要

光伏并网发电技术是当今世界光伏发电的趋势，发展光伏发电技术并使其得到广泛的应用对于缓解常规能源的短缺和减少环境污染具有重要作用。并网逆变器是光伏发电系统的核心部件，为提高光伏发电系统的整体效率，以DSP(Digital Signal Processor)TMS320LF2407为主控制芯片，设计了一台3kWp的并网逆变器。详细分析单相光伏并网逆变器的主电路拓扑结构和工作原理，对不同开关模式下功率器件的工作状态进行了分析。提出并网逆变输出反馈控制和电网电压前馈控制技术上，给出电压电流双闭环控制；为防止同一桥臂的上下管直通，注入一定的死区时间，采用电流采样和预测电流相结合法对死区进行补偿，后对系统模型进行仿真，改善了输出波形。基于DSP设计出单相并网逆变系统的主控制电路，包括时钟电路、通讯电路、驱动电路、采样电路等；并对主电路关键参数的选择及滤波电路进行设计。给出系统软件主程序、PWM中断子程序和CAP捕获中断子程序流程图，实现了系统硬件电路设计和控制策略。太阳能光伏阵列的输出特性因受外界环境因素影响呈非线性，介绍最常用最大功率跟踪方法，利用变步长的算法跟踪电池阵列最大输出功率。分析了系统并网时发生孤岛效应的原因及其危害，介绍主动式和被动式检测方法与防止策略。最后对基于DSP的电压源电流输出控制的光伏并网逆变器进行实验结果分析，结果显示：输出功率因数接近1，快速稳定追踪太阳电池最大输出功率，并以与电网电压同频同相正弦电流波形送入电网，提高了系统逆变效率，保证其安全可靠运行。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 光伏并网系统的发展  9-10
  1.3 光伏并网系统介绍  10-12
    1.3.1 光伏并网系统工作电路原理  10-11
    1.3.2 并网逆变器功能  11-12
  1.4 本课题工作内容与创新点  12-14
第二章光伏并网逆变器的控制技术  14-39
  2.1 单相并网逆变器工作原理与分析  14-16
    2.1.1 单相并网逆变器主拓扑结构及工作原理  14
    2.1.2 光伏并网系统主电路工作分析  14-16
  2.2 光伏并网控制目标  16
  2.3 并网逆变器的控制实现  16-25
    2.3.1 并网逆变输出反馈控制  17-18
    2.3.2 开环逆变输出性能  18-19
    2.3.3 PI调节器设计及经其校正后系统性能  19-20
    2.3.4 电网电压的前馈控制  20-22
    2.3.5 直流电压控制  22-24
    2.3.6 电压电流双闭环控制  24-25
  2.4 SPWM技术及死区补偿  25-35
    2.4.1 SPWM技术  25-29
    2.4.2 死区效应及死区补偿  29-32
    2.4.3 DSP的PWM脉冲序列产生  32-35
  2.5 基于DSP的锁相控制技术  35-37
    2.5.1 锁相的原理  35
    2.5.2 锁相控制的设计与实现  35-37
  2.6 系统模型与仿真  37-39
第三章基于DSP并网逆变器硬件结构设计  39-57
  3.1 DSP TMS320LF2407概述及应用  39-41
  3.2 并网逆变控制硬件设计  41-42
  3.3 主电路关键参数选择  42-43
    3.3.1 主开关器件的选择  42
    3.3.2 直流侧电容的选择  42-43
    3.3.3 逆变输出滤波器的设计  43
  3.4 DSP主控制电路的设计  43-55
    3.4.1 DSP最小系统设计  43-47
    3.4.2 TMS320LF2407扩展系统设计  47-55
  3.5 保护电路的设计  55
  3.6 硬件系统的优化设计  55-57
第四章基于DSP并网系统软件结构设计  57-61
  4.1 DSP软件开发流程  57-58
  4.2 开发环境介绍  58-59
  4.3 系统软件设计  59-61
第五章光伏阵列最大输出功率跟踪  61-69
  5.1 太阳能光伏发电工作原理及电路特性  61-64
  5.2 光伏最大功率跟踪法  64-69
第六章光伏并网发电系统的孤岛效应  69-75
  6.1 孤岛效应危害及国际通行标准  69-70
  6.2 孤岛效应的检测与防止  70-75
第七章实验结果与分析  75-80
  7.1 IGBT驱动波形  75-77
  7.2 逆变系统输出波形  77
  7.3 PCB及实物  77-80
第八章总结与展望  80-82
  8.1 总结  80
  8.2 展望  80-82
参考文献  82-85
攻读硕士学位期间发表的论文  85-86
致谢  86

光伏并网逆变器的研究与实践

内容摘要

全文目录

相似论文