基于DSP的小功率光伏并网控制系统的研究

【摘要】：随着能源的匮乏和环境的恶化，可再生能源备受青睐。其中，太阳能具有资源丰富、清洁环保、可大规模开发的优点，成为各国关注的焦点。光伏发电就是其中主要的利用方式之一。光伏并网逆变器作为光伏发电系统的重要装置，其拓扑结构和控制算法成为光伏发电应用领域的研究热点。 本文以光伏并网逆变器为研究对象,从逆变器的拓扑结构、逆变并网控制、最大功率点跟踪（MPPT）三方面开展了研究，设计了以DSP28335为主控芯片的500W单相光伏并网逆变器。该逆变器的硬件部分主要由采样电路、驱动电路、控制电路和功率电路组成。针对单级式输出功率低、抗干扰能力弱等缺点，设计了两级式无隔离逆变器拓扑结构。在此基础上，本文提出了变步长扰动观察法的MPPT算法，并利用MATLAB进行了建模仿真，通过与恒压法、电导增量法、扰动观察法的比较，发现变步长扰动观察法能够根据前后功率的变化实时调整步长，快速跟踪最大功率点，克服了传统算法在最大功率点产生误判和振荡的缺点，改善了传统光伏发电易受温度、光照等因素影响的现象。同时，针对并网电能质量差、开关损耗大的问题，采用基于SPWM的电压电流双环控制算法，实现了同频同相的并网。 通过软硬件的结合，制作了一台500W光伏并网逆变器。基于该逆变器搭建了实验平台，分别采用遮蔽法和双环控制进行了MPPT和并网实验，实验数据验证了逆变器结构设计和控制策略的合理性，且能稳定可靠地运行。 【关键词】：光伏发电系统 并网逆变器 最大功率点跟踪 双环控制
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 主要符号说明8-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外光伏发电的研究现状11-13
• 1.2.1 国外光伏发电的研究现状11-12
• 1.2.2 国内光伏发电的研究现状12-13
• 1.3 并网逆变器的研究现状13-15
• 1.3.1 最大功率点跟踪技术的研究现状13-14
• 1.3.2 并网控制技术的研究现状14-15
• 1.3.3 并网逆变器中 DSP 应用的研究现状15
• 1.4 论文的主要研究内容15-17
• 第二章 并网逆变器的拓扑结构及最大功率点跟踪17-29
• 2.1 并网逆变器的拓扑结构17-19
• 2.2 最大功率点跟踪19-28
• 2.2.1 常用的最大功率点跟踪算法19-25
• 2.2.2 改进的变步长扰动观察法25-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 并网逆变器的硬件电路设计29-45
• 3.1 技术要求29-30
• 3.2 控制电路设计30-31
• 3.3 采样电路设计31-37
• 3.4 驱动电路设计37-42
• 3.4.1 IGBT 驱动电路的整体设计37-38
• 3.4.2 芯片 2ED020I12-F2 简介38-40
• 3.4.3 驱动电路分析40-42
• 3.5 功率电路设计42-43
• 3.6 本章小结43-45
• 第四章 并网逆变器的软件设计45-56
• 4.1 系统的主程序45-46
• 4.2 A/D 采样子程序46
• 4.3 SPWM 子程序46-48
• 4.4 MPPT 子程序48-49
• 4.5 双环并网子程序49-52
• 4.6 软件开发环境52-55
• 4.6.1 Code Composer Studio 开发环境的简介52-53
• 4.6.2 Altium Designer 的开发环境简介53-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第五章 实验研究56-62
• 5.1 实验设备56-59
• 5.2 实验方案59
• 5.3 实验及结果分析59-61
• 5.3.1 MPPT 实验59-60
• 5.3.2 采样实验60
• 5.3.3 驱动实验60-61
• 5.3.4 并网实验61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 附录 A MPPT 程序68-72
• 附录 B PWM 程序72-75
• 附录 C 相位追踪程序75-76
• 附录 D 并网逆变器的 PCB 图76-78
• 个人简历 在读期间发表的学术论文78-79
• 致谢79-80

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

自举式2ED020I12-F芯片在IGBT驱动电路中的应用    李玉锋;王钦若;

光伏系统最大功率点追踪方法的改进    温嘉斌;刘密富;

基于DSP的SVPWM逆变电源的仿真研究    胡娜;祝龙记;

光伏阵列最大功率点跟踪控制方法综述    周林;武剑;栗秋华;郭珂;

光伏电池MPPT扰动观察法的研究现状    宋亮;王晓东;刘雯;徐锐;杨富华;

三相光伏并网系统的控制技术研究    刘青;高金峰;陶瑞;吴晓迪;张锐;

基于M57962L的IGBT驱动电路    陈启明;杨帆;王端;宋耀东;

模糊控制法与电导增量法结合的MPPT算法研究    张翔;王时胜;余运俊;

TKScope嵌入式仿真开发平台讲座(39) TKScope仿真DSP新突破 支持最新版CCS V5集成开发环境    

基于模糊控制的光伏发电系统MPPT技术研究    陶靖琦;廖家平;赵熙临;

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

独立光伏系统高效充电策略研究    张鸿博;蔡晓峰;赵慧光;

光伏发电关键技术的研究与发展综述    李建宁;刘其辉;李赢;张雪莉;

比例-谐振控制器在单级式太阳能并网逆变器中的应用    孙培德;叶礼清;

光伏系统最大功率点跟踪算法的改进及应用    罗隆福;李鑫;李芬芬;

一种光伏发电变周期变步长MPPT优化算法    梁创霖;周华安;文桂林;卿启湘;

光伏LED照明系统中双向变换器研究    汪义旺;张波;曹丰文;吴铄;

一种新光伏MPPT算法及硬件实现和实用性分析    何志强;叶永强;

自适应变步长MPPT算法    黄舒予;牟龙华;石林;

太阳能电池的仿真模型设计和输出特性研究    任航;叶林;

单相双级式光伏并网逆变器    张厚升;赵艳雷;

空间矢量和正弦PWM方法分析与比较    吴茂刚;赵荣祥;

全球太阳能产业法律政策分析及启示    海山;栾春娟;

基于占空比扰动的光伏MPPT自适应爬山法研究    方波;康龙云;魏业文;黄山;

农村家用太阳能热水器设计    谢竹雯;

自适应变步长电导增量法的最大功率点跟踪控制的研究    周建萍;朱建萍;

光伏系统自适应多模式MPPT控制算法    聂晓华;

分布式光伏发电系统电气设计与分析    王绎;叶杨;张晓梅;张晶;陈冰;刘伟;

基于滑模极值搜索控制的光伏发电系统最大功率点跟踪    曾志;李益国;沈炯;

基于模糊理论的光伏发电系统MPPT控制    李响;厉伟;董文忠;

智慧城市中直流楼宇能源架构分析    邹新骜;刘晓明;

我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究    朱震宇

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

基于线性二次型最优控制的光伏并网发电系统的研究    李春玲

光伏发电并网系统的相关技术研究    赵杰

海洋环境下船用太阳能光伏系统特性研究    孙玉伟

基于Z源网络的三端口光伏系统研究    高志强

模块化非隔离光伏并网逆变器及发电系统研究    张犁

储能型Quasi-Z源级联多电平光伏逆变器研究    孙东森

光伏时空概率模型及其在电力系统概率分析中的应用    任洲洋

基于DSP的单级式光伏并网系统的研究    耿兴华

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

大型光伏电站接入电网的技术和特性研究    张琪祁

光伏并网发电控制系统的仿真研究    王卫星

计及感应电动机负荷的光伏并网系统的小干扰稳定性分析    田华

基于PSASP的光伏发电系统建模与并网分析    于卫卫

基于AVR单片机的太阳能电动车光伏控制系统研究    洪波林

基于Quasi-Z源逆变器的光伏发电系统    李丰林

基于分区控制的光伏并网功率调节系统研究    吴春洋

光伏发电系统的并网逆变器的研究与开发    石昆

太阳电池的负载匹配理论与负载变换技术    王康模;陈长缨;于志刚;刘兴华;刘小冲;赵俊;

小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制    马琳;金新民;唐芬;梁京哲;

光伏电源最大功率点跟踪控制方法研究    雷元超,陈春根,沈骏,黄跃杰,陈国呈

基于输出参数的光伏电池最大功率点控制    傅诚;陈鸣;沈玉樑;余世杰;

光伏电池工程用数学模型研究    傅望;周林;郭珂;刘强;代璐;黄勇;

基于DSP的两种SVPWM技术实现方案研究    王晶晶,徐国卿,王麾

正弦波逆变电源的数字控制技术    谢力华,苏彦民

再生能源系统中太阳能电池仿真器的研究    宋平岗

基于双环控制的三相SVPWM逆变器研究    李勋,朱鹏程,杨荫福,陈坚

采用最大功率点跟踪的光伏并网逆变器研究    王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁

单相背靠背绿色节能试验系统关键技术研究    李芬

三相光伏并网系统的运行控制研究    王博;李安;向铁元;张均;

1MW光伏并网移动房排风散热设计    王耀邦;

无大容量电解电容式单相光伏并网系统    王喆;宋斌;陈宗祥;

光伏并网系统的混成控制研究    李莎;粟时平;刘桂英;范孝春;黄飞;

离散时间模型预测控制在光伏并网中的研究    郁冲;王锴;

光伏并网电站数据采集监测系统    刘宏;陈慧玲;庞胜利;

三相光伏并网系统的控制策略研究    郑诗程;夏伟;

5kW太阳光伏并网示范电站的研究和开发    滕为公;杨桂红;王冬梅;安利娟;刘光;

Z源光伏并网直接电流单周控制系统    蒋立;郑建勇;

单相光伏并网控制的研究    赵晶;

基于线电流解耦算法的三相光伏并网系统    谭甲凡;

一种三相光伏并网系统的双模运行控制策略    周彦;段善旭;刘飞;殷进军;刘邦银;

基于Z源的光伏并网控制策略研究    蒋立;郑建勇;

不可调度式单相光伏并网装置的平波电容容量的选择    沈玉梁;苏建徽;赵为;余世杰;王斯成;王德邻;

光伏并网系统反孤岛控制策略研究    金结红;余晓东;余海东;

小型太阳能光伏并网系统设计    黄改云;

单相光伏并网逆变器的研究    李练兵;王同广;孙鹤旭;

新型锁相技术在光伏并网系统中的应用    周方圆;龚芬;胡前;彭振江;

单相光伏并网系统及其反孤岛策略的仿真研究    褚小莉;余晓东;

基于DSP太阳能光伏并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

光伏并网标准亟待出台    缪传俊

江苏 分布式光伏并网容量居全国第一    黄蕾

上半年新增光伏并网容量翻番    国家能源局

我市开建20兆瓦光伏并网电站    记者 王贺　通讯员 杨锋 学谦

中节能光伏并网项目竣工在即    记者 杨文浩

40余项光伏并网关键标准或上半年完成编写    本报记者 王荣

我市光伏并网容量年底将达1000兆瓦    记者 李莎莎

我的微型分布式光伏并网电站(下)    淄博 田连华

我的微型分布式光伏并网电站(上）    淄博 田连华

上半年光伏并网量大增 能源局力促分布式发展    记者 王佑

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

大功率光伏并网逆变系统研究    马亮

数字化光伏并网系统的逆变技术研究    张文

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

光伏并网逆变系统控制策略研究    郭晓瑞

三电平光伏并网逆变器拓扑结构及控制策略的研究    周皓

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

单相光伏并网逆变数字控制策略研究与实现    刘伟

光伏并网逆变器及其输出控制研究    刘俊杰

光伏并网控制策略与低电压穿越技术研究    安志龙

光伏并网系统动态建模研究    李怀花

分布式光伏并网逆变系统控制策略研究    梁斌

三相光伏并网控制系统研究    周洪伟

户用光伏并网系统及其控制方法的研究    陈晓高

光伏并网功率调节系统及其控制策略的研究    刘增伦

小功率光伏并网系统的研究与设计    程相普

三相光伏并网系统的统一电能质量控制    胡晓青