基于DSP的单级式光伏并网系统的研究

【摘要】： 随着经济的高速发展,环境问题的日益严重,对能源的要求越来越高,常规能源主要是：煤炭、石油、天然气,而这些都是二次能源,并且不可再生。我国在能源消耗上面已经超越美国成为世界第一能源消耗大国。十五计划以来中国一直保持着GDP8以上的增长,已经初步形成了以加工半成品或者简单加工后的成型产品为主的制造模式,这便成为能源消耗的大国打下基础。而中国目前探明的石油储备不足用到2020年,这些仅是国内消耗的百分之四十左右,其他份额已经完全靠进口。目前寻求替代能源成为当务之急。太阳能作为可再生的一次能源具有安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,没有燃料消耗,没有机械传动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等优点。目前最新技术已经能将太阳能的转换效率提高到60%,发电成本可降低到一元,光复并网项目成为各国重点能源投入项目。我国也在大力发展光伏并网产业。 本文针对光伏并网逆变器进行了深入研究,分析了光伏电池的输出特性,针对最大功率跟踪算法的常规算法做了改进,并结逆变器的逆变环节将其有机结合到单一处理器中。设计了一款适合并网的新型逆变器,该逆变器只有一个能量转换环节,大大提高了转换效率,采用高性能的DSP(TMS320F2812)作为核心处理器实时计算SPWM;采用电压互感器测量交流侧电压；采用霍尔传感器采集电流参量；大功率逆变输出部分的驱动电路根据不同功率级别可选不同驱动方案；输出端交流侧采用低通无源滤波器进行调整,进一步降低谐波参量；通信方面采用CAN总线通信以实现多机并联工作,更有利于光伏阵列的集中管理。通过样机试验证明该逆变器符合光伏并网的相关要求。 【关键词】：光伏并网 MPPT SPWM DSP 逆变器
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 论文的背景和意义8
• 1.2 太阳能光伏发电系统的国内外发展状况8-11
• 1.2.1 光伏发电历史8-9
• 1.2.2 国外光伏发电并网系统的状况9-10
• 1.2.3 国内光伏发电并网系统的状况10-11
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排11-13
• 2 光伏发电并网系统理论分析及总体设13-24
• 2.1 光伏电池相关参数介绍13-15
• 2.2 最大功率跟踪算法15-17
• 2.3 光伏并网系统主要拓扑结构17-19
• 2.4 并网逆变器的总体设计19-20
• 2.5 滤波器的设计20-21
• 2.6 逆变波形SPWM的生成21-23
• 2.7 本章小结23-24
• 3 并网逆变控制系统设计24-50
• 3.1 并网逆变器技术要求24-25
• 3.2 TMS320F2812简介25-28
• 3.3 采样电路设计28-34
• 3.3.1 电压采样电路设计29-30
• 3.3.2 电流采样电路设计30-34
• 3.3.3 过流过压保护电路设计34
• 3.4 功率驱动电路设计34-42
• 3.5 辅助电源电路设计42-44
• 3.6 CAN总线通信模块设计44-45
• 3.7 电网同步模块设计45-46
• 3.8 系统软件设计46-48
• 3.9 本章小结48-50
• 4 实验与测试50-54
• 4.1 实验环境搭建50-51
• 4.2 实验波形51-54
• 5 总结和展望54-55
• 5.1 总结54
• 5.2 展望54-55
• 参考文献55-57
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况57-58
• 致谢58-60

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