太阳能光伏并网系统的研究

【摘要】： 太阳能因其清洁等特点而受到了广泛关注,多电平换流器也有大量的应用。本文详细分析了单级式太阳能光伏发电系统和二极管箝位式三电平逆变器,基于MATLAB建立了太阳能电池模型和太阳能光伏并网发电系统模型,针对最大功率点跟踪和中点电压平衡问题进行了算法仿真。设计搭建了2kW的物理模型,通过理论分析得到了主回路各部分参数,控制芯片采用TMS320F2812,设计了驱动电路、模数转换、出口通信等电路。编写了系统运行所需要的部分基础软件,如数据采集、锁相环等,经过调试取得了较为理想的结果。 【关键词】：太阳能 多电平换流器 光伏并网发电系统 最大功率点跟踪 硬件设计
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464;TM615
【目录】：

• 中文摘要3
• 英文摘要3-6
• 第一章 绪论6-9
• 1.1 课题背景及意义6-7
• 1.2 太阳能光伏并网发电系统的发展及前景7-8
• 1.3 论文主要工作8-9
• 第二章 太阳能光伏阵列特性及并网发电系统结构9-14
• 2.1 光伏电池的原理9-12
• 2.1.1 光伏电池理论模型9-10
• 2.1.2 光伏电池工程模型10-12
• 2.2 光伏电池的MATLAB数学建模12-14
• 第三章 二极管箝位式三电平逆变器及其控制方式14-28
• 3.1 多电平逆变器发展14-19
• 3.1.1 二极管箝位式换流器14-16
• 3.1.2 飞跨电容式多电平换流器16-18
• 3.1.3 基于独立直流电源箝位的级联型多电平换流器18-19
• 3.2 二极管箝位式三电平逆变器控制方式19-28
• 3.2.1 载波PWM控制方法19-22
• 3.2.2 空间矢量PWM控制方法22-28
• 第四章 最大功率点跟踪及中点电压平衡控制28-38
• 4.1 最大功率点跟踪(MPPT)控制28-35
• 4.1.1 常用最大功率跟踪算法28-32
• 4.1.2 最大功率点跟踪算法仿真32-34
• 4.1.3 变步长的最大功率点跟踪算法34
• 4.1.4 变步长的最大功率点跟踪算法仿真34-35
• 4.2 中点电压平衡控制35-38
• 第五章 用于光伏发电的逆变器主回路及控制电路研究38-52
• 5.1 主回路设计38-40
• 5.1.1 直流母线电容的选择38-39
• 5.1.2 开关器件选择和吸收回路的设计39-40
• 5.2 驱动电路设计40-43
• 5.3 控制硬件的设计43-47
• 5.3.1 AD电路的软硬件设计44-46
• 5.3.2 串口通信电路设计及通信协议的制定46-47
• 5.4 PWM实验结果47-48
• 5.5 系统并网控制48-52
• 5.5.1 锁相环技术48
• 5.5.2 锁相环原理48-49
• 5.5.3 过零检测电路49-50
• 5.5.4 软件锁相原理50-52
• 第六章 结论及展望52-53
• 参考文献53-56
• 致谢56-57
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况57

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