1.5kVA高频链单相并网/独立双模式光伏逆变器

【摘要】：在环境污染和能源危机越来越严重的背景下,探索开发可利用的新能源是大势所趋。本文主要研究了光伏发电系统中的重要部件双模式光伏逆变器。双模式光伏逆变器作为光伏发电系统与电网、用户间的关键接口,将光伏组件的电能转换成交流电供用户使用或馈入电网。本文在分析电路拓扑和控制策略的基础上,研制了一台1.5k VA高频链单相并网/独立双模式光伏逆变器。首先,本文在开篇给出了双模式光伏逆变器的研究现状和发展趋势。通过对现有逆变器的拓扑结构和控制策略进行分析,最终确定了该逆变器采用前级高频隔离升压后级全桥逆变的拓扑结构。独立工作模式下的控制策略为电压有效值控制,并网工作模式下的的控制策略为电压内环、电流外环控制。同时,论文先后给出了该逆变器从独立工作模式切换到并网工作模式、从并网工作模式切换到独立工作模式的平滑切换过程。其次,详细阐述了双模式光伏逆变器的硬件电路设计和软件设计。本文以TMS320F28035为控制芯片,分别设计了该逆变器的功率回路和控制回路,其中包括功率器件选型、驱动电路设计、检测电路、保护电路及通讯等多方面的研究。软件设计给出系统软件的结构框图,编写了主程序和中断程序,其中包括驱动波形产生及软件锁相等,给出了部分重要模块的源代码。最后,按照设计要求完成双模式光伏逆变器实验平台的搭建,对该逆变系统进行试验验证。在完成驱动回路及检测回路测试、逆变器正常工作的前提下,分别测试逆变器在独立运行模式、并网运行模式以及两种模式下切换的运行情况。实验波形、检测的数据及其分析结果表明实验效果良好,满足设计要求。 【关键词】：光伏发电系统 双模式逆变器 平滑切换 DSP
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-10
• 1.1 课题研究背景及意义7
• 1.2 光伏逆变器研究现状及发展趋势7-8
• 1.3 本文主要研究内容8-10
• 第2章 双模式光伏逆变器拓扑结构及控制策略研究10-17
• 2.1 双模式光伏逆变器的拓扑结构设计10-11
• 2.1.1 高频方波逆变器拓扑结构10-11
• 2.1.2 主逆变器拓扑结构11
• 2.2 双模式逆变器的控制策略研究11-15
• 2.2.1 高频方波逆变器控制原理11-13
• 2.2.2 主逆变器控制策略13-15
• 2.3 本章小结15-17
• 第3章 双模式光伏逆变器硬件电路设计17-31
• 3.1 功率回路设计18-23
• 3.1.1 主逆变器硬件设计19-20
• 3.1.2 全波整流桥电路设计20
• 3.1.3 高频方波逆变器电路设计20-21
• 3.1.4 高频变压器设计21-23
• 3.2 控制回路设计23-29
• 3.2.1 DSP控制器设计23
• 3.2.2 驱动电路设计23-25
• 3.2.3 检测电路设计25-28
• 3.2.4 保护电路设计28-29
• 3.2.5 通信电路设计29
• 3.3 PCB板的制作与实物图29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 双模式光伏逆变器软件设计31-36
• 4.1 软件总体设计31
• 4.2 软件设计31-35
• 4.2.1 模式切换设计32-34
• 4.2.2 软件锁相34-35
• 4.3 软件调试平台CCSV5概述35
• 4.4 本章小结35-36
• 第5章 双模式光伏逆变器实验及研究36-43
• 5.1 系统实验平台36
• 5.2 实验结果及分析36-42
• 5.2.1 控制回路结果及分析37-39
• 5.2.2 功率回路结果及分析39-42
• 5.3 本章小结42-43
• 第6章 总结与展望43-44
• 6.1 工作总结43
• 6.2 工作展望43-44
• 参考文献44-47
• 致谢47

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