基于DSP的光伏并网逆变器的开发研究

【摘要】：能源危机的到来,使得诸如风能、太阳能、潮汐能等绿色能源得到大力发展。在国家政策、技术突破的情况下,太阳能发电的发展尤为迅速。而光伏并网发电是太阳能应用的重要领域,它不仅能补充偏远地区发电不足的现象,还能缓解城市电力紧张的局面,是今后发展的主要方向。 本文首先综述了光伏并网发电的发展状况,其次介绍了光伏并网发电系统的工作原理、系统拓扑结构、控制算法,重点分析了如何实现电压空间矢量控制算法。 在独立供电的逆变器方面,利用UC3854开发了一套给本地负载供电的单相逆变器,采用模拟电路实现SPWM控制。为中小容量的本地负载供电提供了简单可靠的方案。 在并网逆变器方面,详细说明了光伏发电系统的设计过程。至于最大功率点跟踪,由于没有合适的光伏输出特性曲线,所以直流侧采用稳压电源。因此本文仅对其工作原理和控制策略进行了详细介绍。 基于以上理论分析和设计说明,作者在实验室实际开发了一套基于DSP28016的三相并网逆变器。并通过实验证实该系统能正确执行SVPWM算法,实现三相交流并网,且并网电流与电网电压保持同步。对于电网故障(孤岛效应)能很好的识别,能立即将逆变器与电网断开。整个系统设计满足并网要求,能够安全、可靠地运行。 【关键词】：光伏发电 三相并网逆变器 正弦 PWM 控制 空间矢量控制算法 DSP28016 UC3854
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 课题研究背景7-8
• 1.2 国内外光伏发展现状8-10
• 1.2.1 国外光伏发展现状8-9
• 1.2.2 国内光伏发展现状9-10
• 1.3 本文研究的内容10-11
• 第二章 光伏并网系统的工作原理11-40
• 2.1 光伏并网系统的拓扑结构以及工作原理11-14
• 2.2 太阳能光伏电池工作原理及其特性14-15
• 2.3 MPPT控制器设计15-22
• 2.3.1 BOOST电路的工作原理16-17
• 2.3.2 MPPT控制方法17-21
• 2.3.3 MPPT控制电路参数设计21-22
• 2.4 并网逆变器22-36
• 2.4.1 概述22-26
• 2.4.2 并网逆变器的PWM控制策略26-36
• 2.5 逆变器的保护36-40
• 第三章 基于UC3854 单相逆变器的开发40-46
• 3.1 UC3854 芯片简介40-41
• 3.2 UC3854 逆变器控制原理及其系统设计41-44
• 3.2.1 主电路设计41-42
• 3.2.2 控制电路设计42-43
• 3.2.3 采样电路设计43
• 3.2.4 系统电源设计43-44
• 3.3 UC3854 逆变器带负载测试44-45
• 3.4 实验结果分析45-46
• 第四章 三相光伏并网系统的设计46-63
• 4.1 系统设计及参数选择47-52
• 4.1.1 功率管选择47
• 4.1.2 缓冲电路设计47-48
• 4.1.3 直流侧电容设计48-49
• 4.1.4 滤波电感设计49-51
• 4.1.5 三相变压器选型51-52
• 4.2 控制电路设计52-56
• 4.2.1 IGBT驱动电路设计53-55
• 4.2.2 采样电路设计55-56
• 4.3 软件设计56-63
• 4.3.1 系统程序流程58-62
• 4.3.2 孤岛保护62-63
• 第五章 并网试验结果及其分析63-67
• 5.1 电网电压U AB 过零检测63
• 5.2 并网电流波形63-66
• 5.3 孤岛检测与保护66-67
• 第六章 结束语67-68
• 参考文献68-71
• 发表论文71-72
• 致谢72

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