小功率全桥光伏并网型逆变器的技术研究

【摘要】： 能源危机一直困扰着现代社会的发展,为了实现能源的可持续发展,必须积极开发替代能源,而太阳能作为一种取之不尽用之不竭的可再生绿色能源,相比其它新能源有无可比拟的优势。家用分布式光伏发电是缓解能源危机的有效手段之一,小功率全桥光伏并网逆变器是家用并网发电系统的核心设备,本文工作的重点也是在小功率全桥光伏并网逆变器的技术研究上。 完整的光伏并网逆变器包含硬件部分和软件部分,硬件部分主要包括功率主电路和信号检测与控制电路,功率主电路主要完成能量的传递,信号检测与控制电路主要完成系统参数的测量和控制量的输出,软件部分主要是各种算法、保护和通信的实现。本文在功率主电路部分主要研究了BOOST电路和全桥逆变电路的工作原理与参数计算,在信号检测与控制电路部分主要研究了信号检测通道的幅频特性和CPLD的控制逻辑,小功率全桥光伏并网型逆变器作为市场推广型产品,从成本控制和电磁兼容方面对硬件部分进行优化设计。在软件部分主要研究了最大功率跟踪控制算法和全桥逆变并网控制算法。 根据以上对小功率全桥并网逆变器的硬件和软件技术研究,研制了基于TMS320F2812的3KW全桥光伏并网型逆变器,并通过实验验证了逆变器的各项性能达到了设计指标。 【关键词】：光伏并网逆变器 全桥逆变并网控制 最大功率跟踪控制 电磁兼容
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-14
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外光伏发电市场现状10-11
• 1.3 家用分布式光伏并网发电系统简介11-12
• 1.4 小功率全桥光伏并网逆变器的总体架构12-13
• 1.5 本文主要工作内容13-14
• 第二章 功率主电路研究14-33
• 2.1 功率主电路概述14-15
• 2.2 BOOST 电路15-19
• 2.2.2 BOOST 临界电感计算17
• 2.2.3 BOOST 储能电容计算17-19
• 2.3 全桥逆变电路19-22
• 2.3.1 SPWM 控制基本原理19-21
• 2.3.2 移相控制基本原理21-22
• 2.4 LC 滤波电路22-24
• 2.5 驱动电路24-25
• 2.6 系统供电电路25-32
• 2.6.1 辅助电源26-30
• 2.6.2 中频电源30-31
• 2.6.3 稳压电源31-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 信号检测与控制电路研究33-56
• 3.1 信号检测与控制电路概述33-35
• 3.2 直流信号检测35-38
• 3.3 交流信号检测38-41
• 3.4 电网电压过零检测41-43
• 3.5 DSP 控制芯片43-45
• 3.6 CPLD 逻辑控制45-47
• 3.7 辅助控制47-49
• 3.7.1 并网继电器控制47-48
• 3.7.2 并网电流检测换挡控制48-49
• 3.8 电磁兼容与PCB 设计49-55
• 3.8.1 接地50-51
• 3.8.2 滤波51-52
• 3.8.3 隔离52-53
• 3.8.4 PCB 设计53-55
• 3.9 本章小结55-56
• 第四章 系统控制策略研究56-68
• 4.1 软件整体架构56-57
• 4.2 最大功率跟踪技术研究57-63
• 4.2.1 太阳能电池输出特性57-59
• 4.2.2 最大功率跟踪算法59-63
• 4.3 全桥逆变并网技术研究63-67
• 4.3.1 逆变器并网原理63-64
• 4.3.2 电压环控制算法64-65
• 4.3.3 电流环控制算法65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 实验与结果68-76
• 5.1 逆变器概况68-69
• 5.2 信号检测通道误差实验69-73
• 5.2.1 相位误差70
• 5.2.2 幅值误差70-73
• 5.3 全桥逆变实验73-74
• 5.4 最大功率跟踪实验74
• 5.5 整机并网实验74-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76
• 6.2 展望76-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-81
• 攻硕期间取得的研究成果81-82

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