小型光伏发电系统逆变并网装置的研制

【摘要】：现代社会的快速发展导致能源需求激增和环境污染严重,为此,世界各国纷纷投入人力物力进行可再生能源的开发利用。技术的进步使得太阳能发电成本不断下降,令其成为最具商业利用价值的可再生能源之一。由于大型太阳能电站的随机功率波动对电网的冲击较大,影响电网的安全运行,小型分散式光伏系统可更好地解决边远地区分散用户的用电问题。在此背景下,本文对小型光伏发电系统的关键技术进行了较为深入的研究。主要内容如下: (1)在分析单相光伏并网逆变器拓扑的基础上,提出了带变压器的两级式能量变换结构,即有最大功率跟踪功能的BOOST电路和单相全桥逆变电路; (2)研究了太阳能电池数学模型及其特性,指出了对光伏阵列进行最大功率跟踪的必要性,分析了多种常用的最大功率跟踪算法; (3)基于光伏并网逆变器的控制目标,研究了光伏并网逆变器的常用控制方法,结合单周控制策略,提出一种基于单周-PI控制的逆变算法,并对其进行仿真分析,验证了其有效性。 在以上研究工作的基础上,开发出一套以TMS320LF2407数字信号处理芯片为控制器的1KW单相光伏并网逆变样机,完成了硬件电路参数设计,软件编写调试,并进行了实验调试,实验结果表明该系统能够实现本文设计的方案。 本论文课题来源于广东省绿色能源技术重点实验室项目:广东省科技计划项目(2010A010200004)、广东省教育部产学研结合项目(2009B090300424) 【关键词】：光伏发电 最大功率跟踪 并网逆变器 单周控制 DSP
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题的背景及意义9-13
• 1.2 小型光伏并网发电系统的国内外发展现状13-15
• 1.2.1 小型光伏发电系统国外发展现状13-14
• 1.2.2 小型光伏发电系统国内发展现状14-15
• 1.3 本文研究的主要内容15-17
• 第二章 小型光伏发电系统的结构及原理17-34
• 2.1 小型光伏发电系统简介17-18
• 2.2 小型光伏发电系统的组成及基本原理18-19
• 2.3 小型光伏发电系统的关键技术19-33
• 2.3.1 最大功率跟踪技术19-29
• 2.3.2 逆变并网技术29-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 基于单周-PI的并网逆变控制策略34-43
• 3.1 单周控制概述34-36
• 3.1.1 单周控制的提出34
• 3.1.2 单周控制的原理34-36
• 3.2 基于单周控制的改进型单相并网逆变算法研究36-40
• 3.2.1 单相并网逆变器数学模型36-38
• 3.2.2 算法分析38-40
• 3.3 改进的单周控制的小型单相逆变器仿真分析40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 基于DSP的小型光伏逆变并网装置的设计43-61
• 4.1 小型光伏并网逆变器硬件设计43-54
• 4.1.1 小型光伏逆变装置设计参数43-44
• 4.1.2 BOOST电路的参数设计44-46
• 4.1.3 逆变电路的参数设计46-47
• 4.1.4 驱动电路设计47-49
• 4.1.5 采样检测电路设计49-52
• 4.1.6 控制电路设计52-54
• 4.2 系统软件设计54-60
• 4.2.1 软件系统总体设计55-56
• 4.2.2 波形的产生控制56-58
• 4.2.3 A/D采样控制58-59
• 4.2.4 并网电流同步的控制59
• 4.2.5 软件保护及抗干扰措施59-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第五章 样机研制与实验结果分析61-65
• 5.1 电压相位检测电路波形61-62
• 5.2 电网电压采样检测电路波形62
• 5.3 DSP输出PWM波形62
• 5.4 并网电流波形62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 本文的研究要点65
• 6.2 未来工作展望65-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 附件72

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