家用小型单相光伏逆变器的研制

【摘要】：随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,人类对资源的巨大消耗造成了传统能源的日益枯竭和生态环境的严重污染。在这种双重的压力下,人们开始考虑传统能源枯竭后的能源替代问题,因此各类新型能源被人们开发、利用和发展,其中,人们认为太阳能是所有新型能源中应用前景最广阔的,太阳能发电开始成为研究的热点。 本文首先对当前的光伏发电系统进行了介绍,重点对光伏发电系统的优点进行分析研究。在此基础上,对光伏逆变器的的国内外研究现状进行介绍,并对其发展趋势进行分析。 其次,本文介绍了当前逆变器的拓扑结构和逆变方式,重点对光伏逆变器的工作原理进行了详细阐述,并在此基础上对开展了光伏逆变器的硬件系统的研究和设计,对家用小型单相光伏逆变器的主要技术指标进行了分析和研究,设计了光伏逆变器的总体结构,并主要开展了对逆变器功率主回路、控制系统、保护电路以及供电电源电路进行设计,其中,对功率主电路中的吸收电路、滤波电路以及控制系统中的主控电路、信号采集电路以及驱动电路等进行了重点研究。 再次,基于光伏逆变器硬件系统对逆变器的软件系统进行了设计,在研究和设计了软件系统总体架构的基础上,对软件系统中的主控制模块、SPWM波形生成模块以及最大功率点跟踪控制模块进行了研究和设计。其中,重点对最大功率点跟踪算法进行了研究,给出了算法的实现流程图。 最后,本文采用仿真软件MATLAB的Simulink对所使用的控制方式进行仿真验证,在仿真验证的基础上对实际电路进行具体测试。仿真结果和实际测试结果都表明本文所设计的家用小型光伏逆变器在性能上完全能够满足我们的实际需求。 【关键词】：光伏发电 逆变器 SPWM 最大功率点跟踪
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 选题的背景与意义8-9
• 1.2 国内外光伏逆变器的研究现状9-13
• 1.2.1 国外相关研究现状9-12
• 1.2.2 国内相关研究现状12-13
• 1.3 本文的主要内容13-14
• 2 光伏逆变器拓扑结构及工作原理分析14-22
• 2.1 光伏逆变器拓扑结构和逆变方式14-18
• 2.1.1 逆变器拓扑结构14-16
• 2.1.2 逆变方式16-18
• 2.2 光伏逆变器的工作原理18-21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 家用光伏逆变器硬件设计22-33
• 3.1 光伏逆变器硬件整体方案设计22-23
• 3.2 逆变器功率主回路设计23-26
• 3.2.1 主功率器件选择23-24
• 3.2.2 吸收电路设计24-25
• 3.2.3 滤波电路设计25-26
• 3.3 逆变器控制系统硬件设计26-31
• 3.3.1 主控板电路设计27-28
• 3.3.2 信号采集电路设计28
• 3.3.3 功率驱动电路设计28-29
• 3.3.4 保护电路设计29-31
• 3.4 供电电源设计31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 家用光伏逆变器软件设计33-44
• 4.1 控制系统软件总体方案设计33-36
• 4.1.1 DSP芯片33-35
• 4.1.2 总体设计方案35-36
• 4.2 DSP主要程序模块设计36-43
• 4.2.1 主控制模块设计36-37
• 4.2.2 SPWM波生成模块设计37-40
• 4.2.3 最大功率点跟踪模块设计40-43
• 4.3 本章小结43-44
• 5 系统仿真与调试44-50
• 5.1 控制方式的Simulink仿真44-46
• 5.2 实际电路测试46-49
• 5.3 本章小结49-50
• 结论50-52
• 参考文献52-55
• 致谢55-56

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