光伏发电系统中单相并网逆变器的研究

【摘要】：传统能源的枯竭及其利用对环境带来的危害和后果已经越来越明显地反映到现实生活的切身感受之中：温室效应导致的极热极寒，冰川融化，土地荒漠化等已经危及人类生存的现状，使得开发利用干净可重生的能源刻不容缓。未来光伏发电要得到更大的进一步的发展，作为将太阳能转化为符合电网要求的电能的关键部件，逆变器担负着将光伏电池板收集发出的不稳定的直流电转化稳定的交流正弦波，并跟踪最大功率点以提高太阳能利用率的功能，因此逆变器的研究和改进成为关键一环。本文在比较了当前各种逆变器的拓扑结构和控制策略后，提出了一种基于高速处理的小功率的光伏并网逆变器。 本文主要从以下几个方面对单相并网光伏逆变器进行了研究： 1、分析比较了几种光伏并网逆变器的主电路结构和控制策略，选择了本设计的两级式的单相并网逆变器的结构以及改进的固定频率SPWM电流控制策略。分析研究了适合两级逆变器拓扑的MPPT控制方法。 2、详细阐述了系统设计中将用到的Boost升压电路、全桥逆变电路的基本原理。其中前级的BOOST升压电路通过PWM脉冲控制开关器件来实现升压并跟踪最大功率点。后级的逆变电路负责将稳定的高直流电压转换成交流电，并达到电网对电能质量的要求。 3、根据上述的分析和研究，根据系统的整体控制方案,详细介绍了整个系统的硬件设计和软件设计思想：给出了系统主电路结构及参数选择的设计，控制电路设计，硬件资源分配以及系统软件设计流程图，软件设计采用了“循环+中断”的模式。 4、进行了软硬件的仿真实验，该系统能够较好的实现性能指标,控制方案简单可行，系统工作稳定可靠，性能良好。 【关键词】：光伏系统 并网逆变 SPWM控制脉冲 循环+中断
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-6
• 第一章 绪论6-12
• 1.1 本课题的研究背景和意义6-8
• 1.2 光伏发电系统的概述8-9
• 1.3 光伏系统当前的研究发展现状9-11
• 1.4 本文主要研究内容11-12
• 第二章 光伏并网逆变器系统的总体分析与设计12-17
• 2.1 并网逆变器的拓扑结构的选择12
• 2.2 高频升压/逆变光伏系统的工作原12-15
• 2.3 系统总体电路设计方案15-16
• 本章小结16-17
• 第三章 光伏并网逆变器的调制技术和控制策略17-27
• 3.1 逆变器的脉冲宽度调制技术（PWM)17-21
• 3.2 单相并网逆变器的控制策略21-25
• 3.3 系统仿真分析25-26
• 本章小结26-27
• 第四章 并网逆变器的主体电路硬件设计27-40
• 4.1 系统性能指标27-28
• 4.2 输入滤波电容的选取28
• 4.3 BOOST升压电路的硬件参数设计28-31
• 4.4 后级DC/AC逆变电路的硬件选取31-33
• 4.5 采样调理电路的设计33-35
• 4.6 控制电路的设计35-37
• 4.7 驱动电路和调理电路的制作37-39
• 本章小结39-40
• 第五章 系统软件设计和实验仿真40-45
• 5.1 软件总体设计思路40
• 5.2 系统主程序执行流程40-41
• 5.3 定时器中断子程序41
• 5.4 SPWM控制脉冲产生流程图41-42
• 5.5 实验结果与分析42-44
• 本章小结44-45
• 第六章 总结与展望45-46
• 6.1 总结45
• 6.2 展望45-46
• 参考文献46-48
• 致谢48

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