光伏并网发电系统中逆变器的研究与设计-检测技术与自动化装置专业论文.docxVIP

A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering Research and Design of Inverter for Photovoltaic Grid-Connected System Major :Detection Technology and Automatic Equipment Candidate :Chen Teng Supervisor :Professor.Qin Shihong Wuhan Institute of Technology Wuhan, Hubei 430074, P. R. China May, 2012 摘 摘 要 武汉工程大学硕士学位论文 武汉工程大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE IV 摘 要 当今世界，环境污染和能源短缺的问题日益严重，寻找新能源， 使用新能源，是社会发展的必然趋势，寻找一种储备大、无污染的新 能源已经成为世界各国的重要战略计划。在众多新能源中，太阳能无 论从质，还是从量上都无疑是其中的佼佼者。那么，如何使用太阳 能，如何更高效的使用太阳能，就成为了我们广大研究人员需要努力 的方向。 如今，太阳能光伏利用的发展趋势是光伏并网发电系统。如何将 光伏电池采集的太阳能最大化的转换为高质量电能，其关键就是逆变 器，所以本文对光伏并网系统中的逆变器进行了研究和设计。本文的 主要研究内容有： 首先，根据设计的要求和性能指标，选择了系统的类型，确定了 系统的控制策略，调制方式以及滤波器的结构和参数。在此基础上， 给出了系统的数学模型，并对系统在不同控制方式下的性能进行了理 论分析，对后文硬件的设计提供了极为有效的帮助。 其次，MPPT（最大功率点跟踪）是光伏系统中经常遇到的问题， 本文介绍了几种常用的MPPT方案，对这几种方案进行了详细的分析和 对比，给出了几种方案的优缺点，在结合自身研发的实际情况下提出 了本文的MPPT方案。 然后，以Tl公司的数字处理芯片TMS320F2812 为主控芯片，设计 了逆变器的硬件电路和软件流程。硬件电路主要包括：逆变主电路， 信号采集电路，DSP外围电路，驱动电路，保护电路。软件部分主要 有：软件锁相环的设计，SPWM信号的产生。 最后，针对光伏并网系统中出现的孤岛问题，本文采用主动频率 扰动检测法，并给出了实现的方案和流程图，仿真结果验证了该方法 的可行性。 关键词：并网 MPPT DSP 孤岛效应 软件锁相 Abstract Abstract 武汉工程大学硕士学位论文 武汉工程大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV Abstract In todays world, the environmental pollution and energy shortage problem increasingly serious.Looking for the new energy, the use of the new energy, is the inevitable result of social development trend，looking for a reserve big, non-pollution new energy has become the worlds important strategic plan.In many new energy,no matter quality or quantity,solar is undoubtedly the most famous of these. So, how to use the solar energy, how to more efficient use solar energy, become the urgent problems need researchers to solve. Nowadays, the tendency of solar energy use is grid–connected generation system. This paper to maximize use of solar energy, the high quality power gave back to the electric grid as the main target, researched and designed the inverter for PV grid-connected system. The main research contents: First of al