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太阳能光伏并网逆变系统

作　者: 王鑫磊
导　师: 张皓
学　校: 北京印刷学院
专　业: 机械电子工程
关键词: 逆变器正弦脉宽调制 PID算法最大功率点跟踪
分类号: TM464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着世界经济的飞速发展,人类对能源提出了更多的要求,而能源紧缺和环境污染的问题也逐渐受到人们的关注。因此,风能、太阳能等新兴能源得以迅速发展。如何更好地利用风能、太阳能等新能源成为了人们关注的课题。本文研究的光伏并网逆变系统采用两级结构,分为前级的DC/DC变换器和后级的DC/AC逆变器。前级采用结构简单,控制方便的BOOST升压电路。光伏电池的输出电压是随着天气条件变化的,为了方便逆变器的工作,升压电路的任务是根据电网电压的大小将光伏电池的输出电压达到一个合适的水平;后级为全桥逆变电路,任务是产生与电网电压同频同相的电流。选择输出电流作为被控量,运用数字控制策略对系统进行控制和保护。其次文章对最大功率点跟踪和孤岛效应进行了理论创新。设计了系统的主电路和基于DSP芯片TMS320F2812的控制电路。制作并调试了硬件电路,对控制系统的软件部分进行了编程调试。详细介绍了各个电路模块的原理与结构。并对整个系统软件设计的思路以及关键部分的流程图进行了介绍。最后,将软硬件结合起来对系统的进行了实验研究,并对实验结果进行了分析。实验结果证明了本设计方案的有效性和实用性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题背景及提出  8-9
  1.2 利用太阳能的优势  9-10
  1.3 国内外的现状和发展趋势  10-11
  1.4 太阳能光伏发电系统简介  11-13
  1.5 本文的主要研究内容  13-14
第二章并网逆变系统结构和控制策略  14-26
  2.1 逆变系统基本结构的选择  14-16
  2.2 主电路基本原理  16-18
  2.3 逆变器的控制策略  18-26
第三章太阳能电池特性及最大功率跟踪  26-32
  3.1 太阳能电池特性  26-27
  3.2 光伏系统常用的 MPPT 算法  27-28
  3.3 采用改进的中值法  28-32
第四章逆变器硬件电路设计  32-50
  4.1 微处理器的选择  32
  4.2 性能指标  32-33
  4.3 器件选型和参数确定  33-38
  4.4 逆变器电源系统  38-40
  4.5 JTAG 仿真接口电路  40
  4.6 外围采样电路  40-43
  4.7 人机交互电路  43-45
  4.8 异步串行通讯SCI  45-46
  4.9 保护电路设计  46-47
  4.10 孤岛效应及防止策略  47-50
第五章光伏并网型逆变器软件设计  50-60
  5.1 本设计主要功能单元介绍  50-53
  5.2 功能模块介绍  53-56
  5.3 软件总体框架及主程序设计  56-60
第六章实验结果与分析  60-63
  6.1 升压部分实验  60-61
  6.2 逆变部分实验  61-63
第七章总结与展望  63-64
  7.1 工作总结  63
  7.2 后续工作展望  63-64
附录逆变器实物图及部分程序  64-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间发表论文  71

太阳能光伏并网逆变系统

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