基于DSP的10kW高频光伏并网逆变器的研究

【摘要】：我国太阳能产业发展势头迅猛，到2011年底，我国太阳能电池产量位居世界第一。虽然太阳能产业发展欣欣向荣，但是光伏发电并网运行仍存在诸多问题。现代智能楼宇注重节能环保的理念，为了满足楼宇供电以及向电网馈送剩余电能的要求，往往需要单相大功率的光伏并网逆变器，最难以解决的问题就是单相大功率逆变器在高频工作模式下的稳定运行。 本文针对单相10kW高频光伏并网逆变器进行深入研究，参考了10kW以下的单相中小功率光伏并网逆变器的设计，改进了主电路结构和控制策略，做出了样机，实现了单相大功率光伏逆变器在高频工作模式下并网发电的功能。 本文重点介绍了光伏发电系统主电路的具体结构、各电器元件参数的计算方法以及IGBT驱动电路的设计。搭建了主电路的仿真模型并进行分析，最后做出样机进行实验。实验结果验证：单相大功率逆变器在高频工作模式下运行具有一定的难度，对IGBT和滤波电容等器件的性能要求比较严格，由于电流过大的原因主电路必须采用特殊形式，另外在高频开关模式下由母线寄生电感产生的冲击电压对IGBT的影响非常大，需要极力减小母线寄生电感。 【关键词】：光伏发电 并网逆变器 高频大功率 IGBT驱动
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• §1-1 引言8-9
• 1-1-1 太阳能利用概述8
• 1-1-2 太阳能发电前景8-9
• §1-2 光伏发电系统9-12
• 1-2-1 太阳能电池9
• 1-2-2 光伏并网逆变技术的发展现状9-11
• 1-2-3 逆变器的分类11-12
• §1-3 本文的主要研究内容12-13
• 第二章 光伏并网逆变器主电路的设计13-37
• §2-1 光伏电池特性13-16
• 2-1-1 光伏电池等效电路13-14
• 2-1-2 光伏电池伏安特性14-16
• §2-2 boost 电路的设计16-22
• 2-2-1 boost 电路原理16-17
• 2-2-2 boost 电路在光伏发电中的应用17-18
• 2-2-3 参数计算18-22
• §2-3 DC/DC 电路的设计22-29
• 2-3-1 半桥电路原理22-24
• 2-3-2 参数计算24-27
• 2-3-3 整流滤波电路原理27-28
• 2-3-4 参数计算28-29
• §2-4 DC/AC 电路的设计29-36
• 2-4-1 全桥电路原理30-34
• 2-4-2 参数计算34-36
• §2-5 本章小结36-37
• 第三章 IGBT 驱动电路的设计37-46
• §3-1 IGBT 驱动原理37-41
• 3-1-1 IGBT 内部结构37-38
• 3-1-2 IGBT 栅极充放电回路的设计38-41
• §3-2 驱动芯片选型41-43
• 3-2-1 驱动芯片简介41-42
• 3-2-2 栅极电阻的选择42
• 3-2-3 参考电阻的选择42-43
• §3-3 驱动电路设计43-45
• 3-3-1 驱动芯片外围电路43
• 3-3-2 互锁电路43-44
• 3-3-3 复位电路44
• 3-3-4 光耦隔离电路44-45
• 3-3-5 测温电路45
• §3-4 本章小结45-46
• 第四章 光伏并网逆变器控制策略的研究46-53
• §4-1 直流母线稳压控制策略46-47
• 4-1-1 稳压控制思想46-47
• 4-1-2 逻辑控制图47
• §4-2 MPPT 控制策略47-49
• 4-2-1 固定电压法47-48
• 4-2-2 扰动观察法48
• 4-2-3 电导增量法48-49
• 4-2-4 MPPT 控制思想49
• 4-2-5 逻辑控制图49
• §4-3 SPWM 控制策略49-52
• 4-3-1 SPWM 控制思想49-50
• 4-3-2 逻辑控制图50
• 4-3-3 SPWM 产生方法50-52
• §4-4 本章小结52-53
• 第五章 逆变器主电路的仿真及器件选型53-67
• §5-1 太阳能电池的仿真53-54
• §5-2 boost 电路的仿真54-56
• 5-2-1 仿真分析54-56
• 5-2-2 器件选型56
• §5-3 DC/DC 电路的仿真56-61
• 5-3-1 仿真分析56-60
• 5-3-2 器件选型60-61
• §5-4 DC/AC 电路的仿真61-66
• 5-4-1 仿真分析61-65
• 5-4-2 器件选型65-66
• §5-5 本章小结66-67
• 第六章 全文总结67-68
• 参考文献68-70
• 致谢70

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