基于DSP的光伏并网逆变系统的研究

发布时间：2017-03-23 17:07

  本文关键词：基于DSP的光伏并网逆变系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着人类生活水平的提高，人们对能源的需求也日益提高。太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、利用经济、清洁环保等优点。因此，太阳能的利用越来越受到人们的重视，而太阳能光伏发电技术的应用更是人们普遍关注的焦点。在不久的将来，太阳能光伏利用的主要形式将是并网发电系统。高性能的数字信号处理器芯片(DSP)的出现，使得一些先进的控制策略应用于光伏并网的控制成为可能。 一套基本的光伏并网发电系统一股是由太阳能电池板、太阳能控制器和逆变器构成。其中，太阳能控制器和逆变器是光伏并网系统的核心部分，本文针对如何提高太阳能光伏并网系统的转换效率，从建模仿真方面对具有最大功率点跟踪的光伏并网系统进行了研究。首先，概述了太阳能光伏发电系统的组成，，介绍了目前我国太阳能光伏发电技术的应用。其次，使用MATLAB中的POWER SYSTEM BLOCKSETS工具软件建立了光伏并网发电系统的动态模型，并进行了仿真，给具体的硬件设计提供了极为有效的帮助。再次，通过比较几种常用的DC／DC变换器的工作原理，提出利用推挽式DC／DC变换器实现转换，对参数进行分析后建立了推挽式DC／DC变换器的仿真模型。MPPT(最大功率点跟踪)是光伏系统中经常遇见的问题。本文详细地分析了常用的几种MPPT方案，并提出了几种新的MPPT方案。分析了基于DSP芯片(TMS320F240)的光伏并网发电系统的控制设计思想。采用电网电压前馈和电流跟踪技术，建立了相关的控制模型，实现了网侧电流正弦化和单位功率因数。最后本文结合实际系统给出了SPWM的设计方案和软件流程图。
【关键词】：太阳能 光伏并网 Matlab
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 引言8-19
• §1.1 本课题研究的背景及意义8-13
• 1.1.1 太阳能是化石能源的主要替代能源之一8-9
• 1.1.2 太阳能是人类可利用的最直接的清洁能源之一9-10
• 1.1.3 资源丰富的太阳能辐射10-13
• 1.1.4 太阳能开发潜力13
• §1.2 光伏发电现状及发展13-19
• 1.2.1 光伏发电历史13-14
• 1.2.2 光伏发电技术的现状与发展14-16
• 1.2.3 存在的问题16-17
• 1.2.4 前景与展望17-19
• §1.3 本文所作的主要工作19
• 第二章 光伏并网发电系统的设计19-43
• §2.1 光伏发电系统的构成19-23
• 2.1.1 光伏阵列结构20
• 2.1.2 电缆20-21
• 2.1.3 负载特性21-22
• 2.1.4 变换器22-23
• §2.2 独立光伏发电系统23-28
• 2.2.1 户用光伏系统23
• 2.2.2 独立光伏电站23-26
• 2.2.3 风力、光伏和柴油发电机一体化互补发电26-28
• §2.3 光伏并网系统28-41
• 2.3.1 光伏并网系统描述28-37
• 2.3.2 光伏逆变器电流源并网37
• 2.3.3 光伏逆变器电压源并网37-39
• 2.3.4 并网控制方法与策略39-40
• 2.3.5 光伏并网系统的保护和孤岛问题40-41
• §2.4 能量管理41-43
• 2.4.1 负荷调控42
• 2.4.2 光伏照明系统的能量管理42-43
• 第三章 逆变器控制部分的软件实现43-55
• §3.1 使用TI公司的DSP芯片TMS320LF2407作为控制CPU43-44
• §3.2 MPPT(最大功率点跟踪)技术44-51
• 3.2.1 光伏阵列输出特性44-45
• 3.2.2 恒电压控制的原理与实现45-46
• 3.2.3 MPPT算法的原理46-47
• 3.2.4 经典MPPT算法的稳态特性分析47-48
• 3.2.5 改进的MPPT算法48
• 3.2.6 现代最大功率点跟踪方法48-51
• §3.3 利用TMS320LF2407型DSP芯片实现SPWM算法51-55
• 3.3.1 SPWM原理51-53
• 3.3.2 在DSP上实现SPWM波形53-55
• 第四章 基于MATLAB的SIMULINK仿真初探55-62
• §4.1 MATLAB仿真软件综述55-56
• §4.2 利用MATLAB进行仿真的意义说明56-57
• §4.3 利用MATLAB进行系统功率输出级的仿真57-61
• 4.3.1 系统的仿真模型57-58
• 4.3.2 系统的仿真结果58-61
• §4.4 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果66

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