单相非隔离光伏并网逆变器系统的设计及实验研究

发布时间：2024-03-02 05:33

　　随着化石能源的逐渐枯竭,发展可再生能源已成为世界能源问题的必经之路。考虑到能源利用中环境因素与开发潜力,太阳能发电以其清洁、分布广、无噪声的优势受到重视与关注。由于太阳能所具有分散性、多样性和随机性的特点,分布式发电系统成为新能源发电的必然网络结构。本文以分布式光伏发电系统为背景,以5kW光伏并网逆变器为研究对象,对其关键技术作了如下研究:首先介绍了光伏发电的背景及研究意义,从光伏并网发电系统结构、隔离与非隔离逆变器拓扑、抑制共模电流的几种常见拓扑结构展开分析,对其各自的优缺点进行了阐述。着重对本文采取的分布式发电系统的结构、工作原理及技术优势进行了分析,提出了该发电系统存在的关键问题,如功率优化器的输出电压控制、逆变器的故障保护、直流母线电压的控制。并对个人的工作内容及逆变器设计指标进行了说明。其次论述了单相非隔离光伏并网逆变器的拓扑结构及工作原理,并对所采取的抑制共模电流的拓扑进行了理论分析。接着从硬件部分与软件部分分别进行了设计,硬件部分设计了针对此系统高电压输入的辅助电源、驱动电路以及检测电路等;软件部分采用TI公司的TMS320F28335芯片来进行控制,其中包括直流母线检测...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景意义及国内现状
        1.1.1 光伏发电技术的背景意义
        1.1.2 光伏发电国内现状
    1.2 光伏并网发电系统结构及逆变器分类
        1.2.1 现行光伏并网发电系统结构
        1.2.2 隔离与非隔离逆变器拓扑分类
    1.3 光伏并网系统中共模电压形成及抑制方法
        1.3.1 共模漏电流的成因及危害
        1.3.2 共模漏电流的解决方法
    1.4 本文的主要内容及章节安排
2 分布式光伏发电系统及关键问题
    2.1 分布式发电系统的结构与工作原理
    2.2 分布式发电系统的优势
    2.3 光伏并网发电系统的技术标准
    2.4 分布式发电系统的若干关键问题
        2.4.1 功率优化器输出电压调节范围
        2.4.2 逆变器拓扑及控制策略的设计
        2.4.3 逆变器辅助电源供电问题分析
    2.5 本课题技术指标
    2.6 本章小结
3 并网逆变器电路设计及工作原理
    3.1 主电路拓扑及工作原理
    3.2 共模电流抑制原理
    3.3 主电路参数设计
    3.4 辅助电源设计
        3.4.1 辅助电源结构框图
        3.4.2 辅助电源高压Buck电路
        3.4.3 辅助电源低压Buck电路
    3.5 本章小结
4 并网逆变器控制系统设计
    4.1 控制系统结构框图及工作原理
    4.2 检测电路设计
    4.3 驱动电路设计
    4.4 DSP最小系统
    4.5 双闭环控制系统动态设计
    4.6 系统软件设计
        4.6.1 控制芯片与编译环境简介
        4.6.2 数字控制系统结构及资源分配
        4.6.3 系统程序流程图
    4.7 本章小结
5 仿真及实验研究
    5.1 仿真研究
        5.1.1 仿真软件与仿真系统简介
        5.1.2 系统各开关管驱动波形
        5.1.3 系统共模电压与共模电流仿真
        5.1.4 系统双闭环仿真研究
    5.2 实验研究
        5.2.1 实验平台介绍
        5.2.2 辅助电源验证实验
        5.2.3 检测及锁相验证实验
        5.2.4 离网实验
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间发表论文清单
致谢



本文编号：3916408