500W光伏独立/并网双模逆变器的研究

【摘要】：因为国家对于光伏产业的扶持,中国近几年光伏产业发展十分迅速,光伏电站也在全国很多地方开工建设。但西部偏远山区很多家庭都处于无电状态,这些地区一般海拔较高,阳光充沛,很适合太阳能发电。 本课题设计一款500W的可以独立运行也可以并网运行的逆变器,该逆变器独立运行可满足一个家庭的用电需求,且逆变器具有并网功能,如果当地有电网铺设到户时可接入电网并网发电。 论文对于整个逆变器的构成进行详细的介绍,逆变器选择ATMEL公司的atmega88单片机和TI公司的TMS320F28035型DSP两款芯片作为控制芯片。采用MOSFET实现蓄电池的充放电管理与光伏发电的MPPT控制；逆变器采用两级主电路结构,DC-DC升压电路拓扑结构采用推挽电路,后级逆变电路由大功率MOSFET构成全桥逆变电路组成；由光耦实现控制信号与后级逆变MOSFET的隔离与驱动。SPWM信号作为逆变桥的控制信号可产生谐波含量少,波形质量高的正弦波形。 【关键词】：太阳能发电 蓄电池管理 推挽电路 全桥逆变 MPPT
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 太阳能发电技术的研究现状及前景展望8
• 1.2 独立光伏发电系统的发展与研究现状8-10
• 1.3 并网光伏发电系统的研究现状与发展趋势10-11
• 1.4 论文研究的目的、任务与意义11-12
• 第二章 500W光伏独立/并网逆变器的工作原理12-14
• 2.1 光伏发电系统的构成12
• 2.2 逆变器工作模式选择12-13
• 2.3 本章小结13-14
• 第三章 逆变器独立运行模式控制14-20
• 3.1 蓄电池充放电管理及太阳能MPPT控制14-15
• 3.2 光伏独立发电逆变器主电路结构15-18
• 3.2.1 通过工频变压器形式逆变15-17
• 3.2.2 由高频变压器构成的两级式逆变器17-18
• 3.3 独立逆变器控制策略18-19
• 3.4 本章小结19-20
• 第四章 光伏并网发电状态逆变控制20-26
• 4.1 单相光伏并网逆变器的拓扑结构20-23
• 4.1.1 反激式21
• 4.1.2 半桥式变换器21-22
• 4.1.3 全桥变换器22
• 4.1.4 推挽式变换器22-23
• 4.2 太阳能发电最大功率点跟踪技术23-24
• 4.3 孤岛效应及其防治方法24-25
• 4.3.1 被动式孤岛效应检测方法24
• 4.3.2 主动式孤岛效应检测方法24-25
• 4.4 本章小结25-26
• 第五章 500W光伏独立/并网双模逆变器硬件设计26-49
• 5.1 逆变器供电电源的构成26-30
• 5.2 太阳能充电回路构成及器件选型30-35
• 5.2.1 ATMEGA88控制器介绍30-33
• 5.2.2 太阳能电池接入电路构成33-35
• 5.3 逆变器前级推挽电路主电路的构成及主要参数计算35-39
• 5.3.1 推挽变换器电路原理图35
• 5.3.2 推挽变换器功率开关器件选型35-36
• 5.3.3 推挽电路高频变压器设计36-38
• 5.3.4 推挽电路输出整流器设计38-39
• 5.4 逆变器后级逆变全桥电路的构成及其主要参数计算39-48
• 5.4.1 逆变器后级逆变主控芯片TMS320F28035简介39-40
• 5.4.2 逆变器逆变全桥电路功率器件选型及其驱动电路设计40-44
• 5.4.3 逆变器输出电压及电流检测44-46
• 5.4.4 逆变器并网模式电网电压检测与电压过零点检测46-47
• 5.4.5 逆变器保护功能设计47-48
• 5.5 本章小结48-49
• 第六章 500W光伏独立/并网双模逆变器软件设计49-58
• 6.1 太阳能发电MPPT软件设计49-52
• 6.1.1 逆变器独立运行模式时的MPPT实现49-50
• 6.1.2 逆变器并网运行时的MPPT实现50-52
• 6.2 逆变器的逆变软件设计52-57
• 6.2.1 逆变器各模块供电的软件实现52-53
• 6.2.2 推挽升压电路驱动的软件实现53-54
• 6.2.3 500W独立/并网双模逆变器的逆变控制信号生成54-57
• 6.3 本章小结57-58
• 第七章 实验结果与展望58-62
• 7.1 光伏独立/并网双模逆变器实验结果58-60
• 7.2 项目展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文66

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