小型户用光伏离网逆变器的研究与设计

发布时间：2017-03-18 11:00

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【摘要】：光伏发电作为太阳能的有效利用方式之一,具有诸多优点而得到了广泛的应用。而光伏逆变器是光伏发电的核心组成部分。本课题以离网逆变器作为研究对象,从离网逆变器的拓扑结构、控制策略以及软硬件设计等方面着手,对离网逆变器的关键技术进行研究,论文的主要工作如下：1、分析了国内外光伏发电的现状及趋势,并对光伏离网发系统进行简要概述。2、对光伏离网逆变器的工作原理、调制方法进行了论述,并选取了论文研究的小型光伏离网逆变器拓扑,确定了光伏离网逆变器的控制策略。3、对基于DSP的小型光伏离网逆变器的软硬件进行了设计。硬件电路包括主控MCU、直流采样、交流采样、IPM驱动等模块；系统软件包括主程序、中断程序、AD采样校正等。4、在理论分析和仿真的基础上,设计了实验样机。对样机的每个模块进行了调试,并对样机进行带载实验,经过测试验证了系统方案的可行性和稳定性。
【关键词】：离网逆变器 拓扑结构 控制策略 IPM
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 光伏发电的发展状况11-14
• 1.1.1 光伏发电技术概述11
• 1.1.2 国内外光伏发电的发展状况及趋势11-14
• 1.2 光伏离网发电系统14-16
• 1.3 本文的主要工作16-18
• 第二章 光伏离网逆变系统18-34
• 2.1 光伏离网逆变器的工作原理18-19
• 2.2 光伏离网逆变系统的数学模型19-25
• 2.2.1 光伏阵列的数学模型19-22
• 2.2.2 逆变单元的数学模型22-24
• 2.2.3 蓄电池的数学模型24-25
• 2.3 光伏离网逆变系统的拓扑结构25-29
• 2.3.1 DC/DC变换器拓扑26-27
• 2.3.2 逆变部分拓扑结构的分类27-29
• 2.3.3 光伏离网逆变器拓扑结构的选取29
• 2.4 光伏离网逆变器的调制技术29-33
• 2.4.1 单极性调制30-31
• 2.4.2 双极性调制31-32
• 2.4.3 调制方式的选取32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 光伏离网逆变器的控制策略及仿真34-41
• 3.1 光伏离网逆变器的控制策略34-38
• 3.1.1 重复控制34-35
• 3.1.2 PID控制35-36
• 3.1.3 无差拍控制36-38
• 3.1.4 滞环控制38
• 3.2 基于双闭环PI控制策略的系统仿真38-40
• 3.2.1 闭环系统介绍38-39
• 3.2.2 闭环系统仿真39-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 基于DSP的小型户用光伏离网逆变器的设计41-61
• 4.1 设计概述41-42
• 4.1.1 光伏离网逆变器的技术参数41-42
• 4.1.2 系统硬件框图42
• 4.2 硬件电路的设计42-56
• 4.2.1 电源电路设计42-44
• 4.2.2 MCU控制设计44-47
• 4.2.3 DC/AC主电路设计47-48
• 4.2.4 IPM的选型及驱动电路的设计48-51
• 4.2.5 直流信号采样电路51-53
• 4.2.6 交流信号采样电路53-56
• 4.3 软件设计56-60
• 4.3.1 主程序设计57
• 4.3.2 中断程序设计57-59
• 4.3.3 AD采样校正59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 实验结果与分析61-67
• 5.1 实验平台介绍61-62
• 5.2 实验驱动波形62-63
• 5.3 实验输出波形63-64
• 5.4 带载实验64-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 总结67
• 6.2 展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读研究生期间发表的学术论文74

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本文编号：254309