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5KW单相光伏逆变器的设计与研究

作　者: 王洪义
导　师: 袁东风；张海霞；李砚泉
学　校: 山东大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 光伏逆变器并网运行电流反馈控制自适应FIR 孤岛效应
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国社会主义市场经济的高速增长,新能源的开发和与利用越来越受到人们的重视。太阳能以其清洁环保,蕴藏丰富等优点逐步得到了开发与利用,是新能源领域最近十多年发展起来的一个重要方向。光伏逆变器作为太阳能利用中主要的能量变换装置,是目前研究和发展的重要环节,其性能的好坏,直接影响着太阳能利用效率的高低。在此背景下,对太阳能并网发电系统中的光伏逆变器进行了深入的研究,最大限度的利用太阳能,无污染反馈电网为主要目标,采用电流反馈控制方式,并对传统逆变器主电路进行改善,开展了太阳能并网发电系统的理论和试验研究,对太阳能发电系统的研究具有重要的意义。主要对系统的电路拓扑结构、电流反馈控制方法以及孤岛效应防止等技术进行了分析研究。首先,讲述了太阳能资源利用的现状与前景,给出了本研究的主要内容,详细分析了逆变器电路的主要的电路结构以及工作原理,给出了选取光伏逆变电路的主要元件的计算方法,并通过仿真和实验加以证实。在对主电路进行分析时,在其基本结构上加以改动,用以提高电路的输出功率。并使用开关频率高、耐压高的IGBT,简化电路结构,降低电路中的功耗,并保证其输出波形良好,动态反应速度快。接下来,讲述了电流反馈控制手法,提出了自适应FIR控制方式,通过实验证明此方法大大缩减了系统的反应时间,可以使逆变器输出的电流与电网电压相同,并达到功率因数为1的目的。孤岛效应在光伏并网系统中必须被防止,本研究就孤岛效应防止问题提出了有效的防止方法,通过对孤岛效应主动与被动检测相结合,有效减小了异常检测中所无法发现的盲区。最后介绍了IGBT的驱动电路,及在信号采集电路中介绍了电压、电流的采样电路和过流保护、热保护电路,以及各电源部分。采用TI公司的TMS320F28027DSP作为主控芯片,完成对5KW光伏逆变器的开发。证明以上设计可以实现系统达到安全,稳定,高效的运行。

5KW单相光伏逆变器的设计与研究

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