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基于DSP的光伏并网逆变系统的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:27:42
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基于DSP的光伏并网逆变系统的研究【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

【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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