基于TMS320LF2401 DSP的光伏并网发电系统的设计

【摘要】： 光伏并网发电是江南体育在线直播观看 发电应用发展的趋势,提高转换效率、降低成本是光伏发电技术发展的关键。本文是研究基于TMS320LF2401 DSP芯片控制的并网发电系统,详细介绍了该系统的逆变电路、控制电路等硬件电路的设计及控制方法的选择。 并网逆变器是光伏并网发电系统的重要组成部分,该电路是采用全桥逆变电路,将太阳能电池板输出的直流电压转换成频率为50Hz的正弦电压,再经过电感滤波器和工频变压器将其转换为220V/50Hz的标准正弦波电压并入电网。控制电路的核心是采用TI公司的数字信号控制器TMS320LF2401芯片,采用SPWM控制方式,利用DSP丰富的外围电路和强大的功能实现并网系统的控制和相应的保护功能等。实现了电路结构简单,成本低,工作效率高,可靠性强,稳定性好,并且能够有效地抑制了电压波形中的高次谐波成分等性能。同时,具有最大功率点跟踪和反孤岛效应等功能。 通过样机测试,本系统输出稳定的220V/50Hz正弦交流电压。同时,实现了系统输出的并网电流顺利跟踪电网电压,谐波含量小,动态响应快等性能。 【关键词】：光伏发电 并网逆变器 SPWM控制 MPPT 孤岛检测
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要5-6
• 英文摘要6-10
• 1.绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景、目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状及发展前景11-13
• 1.2.2 国内研究现状及发展前景13-14
• 1.2.3 国内太阳能并网发电系统中需要解决的问题14-15
• 1.3 本课题研究的主要内容15-16
• 2.光伏并网发电系统简介16-19
• 2.1 光伏并网逆变系统概述16-17
• 2.1.1 光伏并网发电系统框图16
• 2.1.2 各主要组成部分的作用16-17
• 2.2 光伏并网发电系统内部结构17-19
• 2.2.1 光伏并网发电系统内部结构组成图17
• 2.2.2 光伏并网发电系统的工作原理17-19
• 3.江南体育在线直播观看 组件19-23
• 3.1 太阳能电池发电原理19
• 3.2 太阳能电池的种类19-20
• 3.3 太阳能电池基本性质20-21
• 3.4 江南体育在线直播观看 阵列的结构及特性21-23
• 3.4.1 江南体育在线直播观看 阵列的结构21-22
• 3.4.2 光伏阵列的特性22-23
• 4.光伏并网发电系统逆变主电路的设计23-36
• 4.1 光伏并网逆变器的概述23-24
• 4.1.1 逆变器的分类23
• 4.1.2 并网逆变器的设计要求23-24
• 4.1.3 光伏并网逆变器的设计规格24
• 4.2 并网逆变器主电路的设计24-26
• 4.2.1 并网逆变器主电路原理图24-25
• 4.2.2 单相全桥并网逆变器的工作特点25-26
• 4.3 逆变器主电路功率器件的选择26-29
• 4.3.1 智能功率器件(IPM)的结构26-27
• 4.3.2 智能功率器件(IPM)的保护功能27-28
• 4.3.3 智能功率器件(IPM)的选用28-29
• 4.4 IGBT栅极驱动电路29-32
• 4.4.1 IGBT栅极驱动电路的要求29
• 4.4.2 CMOS输出接口电路29-30
• 4.4.3 基于DSP的IGBT驱动原理图30-32
• 4.5 EMI滤波电路的设计32-36
• 4.5.1 电磁干扰(EMI)的产生33
• 4.5.2 电磁干扰的耦合途径33
• 4.5.3 电磁干扰(EMI)抑制的方法33-34
• 4.5.4 一种常用的EMI滤波电路34-35
• 4.5.5 本系统中EMI滤波电路的设计35-36
• 5.并网发电系统控制电路设计36-50
• 5.1 并网发电系统控制电路的概述36-37
• 5.1.1 并网发电系统控制电路框图36
• 5.1.2 并网发电系统控制电路工作原理36-37
• 5.2 基于DSP控制系统设计的优势37-41
• 5.2.1 DSP控制器的选择37-39
• 5.2.2 TMS320LF2401 DSP的性能特点39-40
• 5.2.3 选择TMS320LF2401芯片作为控制核心的原因40-41
• 5.3 最大功率跟踪(MPPT)的实现41-47
• 5.3.1 常用的最大功率跟踪法41-42
• 5.3.2 最大功率跟踪的原理42-43
• 5.3.3 最大功率跟踪的实现43-47
• 5.4 控制电路中的其它相关电路47-49
• 5.4.1 辅助电源系统47
• 5.4.2 采样调理电路47-48
• 5.4.3 过零检测电路48-49
• 5.5 并网的同步实现49-50
• 5.5.1 并网运行的条件49
• 5.5.2 并网的同步实现49-50
• 6.控制系统软件设计50-62
• 6.1 PWM控制原理50-52
• 6.1.1 PWM变换技术的基本原理50
• 6.1.2 TMS320LF2401内嵌的有关PWM的硬件资源50-52
• 6.2 基于TMS320LF2401 DSP多种PWM的实现52-54
• 6.2.1 利用EV中的通用定时器GP产生PWM52
• 6.2.2 利用EV中的全比较器模块产生PWM52-53
• 6.2.3 利用全比较器的PWM工作模式53-54
• 6.3 利用TMS320LF2401 DSP实现SPWM控制54-59
• 6.3.1 单极性SPWM变换的基本原理54-56
• 6.3.2 双极性SPWM变换的基本原理56-57
• 6.3.3 利用TMS320LF2401实现SPWM控制57-59
• 6.4 SPWM调制下滤波器的设计59-60
• 6.5 软件程序流程图设计60-62
• 7.江南体育在线直播观看 并网系统的孤岛效应及检测62-65
• 7.1 孤岛效应及其负面影响62
• 7.2 孤岛检测标准62-63
• 7.2.1 电压和频率触发标准62-63
• 7.2.2 孤岛分析模型63
• 7.3 本设计所采用的孤岛检测方法63-65
• 7.3.1 孤岛检测方法63-64
• 7.3.2 本系统的孤岛检测法64-65
• 8.系统仿真结果65-66
• 9.结束语66-67
• 10.致谢67-68
• 11.参考文献68-69

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

光伏系统实验平台及控制策略的研究与实现    谢伟

燃料电池用单相并网逆变器的设计与实现    胡漾

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

世界太阳能开发利用技术发展趋势    李明强,王龙

小功率光伏并网逆变器控制的设计    李进国;金新民;

基于数字信号处理器的IGBT驱动电路可靠性分析与设计    王建渊;钟彦儒;张晓滨;

开关电源EMI滤波器原理与设计研究    魏应冬;吴燮华;

6kV·A逆变器滞环调制与单极性SPWM倍频调制的比较    梅烨;石健将;何湘宁;

开关电源的干扰及其抑制    陈涛;侯振义;

江南体育在线直播观看 发电发展现状与趋势    蔡宣三;

基于TMS320F240的多种PWM实现    王玉林

光伏发电系统最大功率点跟踪控制    陈桂兰,孙晓,李然

含有光伏电源的微网综述    王锡琳;

变电站光伏直流系统的研究与应用    林航;陈晓明;

30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行    沈晨;陈晓明;

24V/5A太阳能控制器设计    包文俊;黄长杰;

市电自动切换在独立光伏系统中的应用    袁世建;胥平;尚海涛;

新型智能化江南体育在线直播观看 控制器的研究与应用分析    傅定文;韩莉娅;庄勇;谢建;

太阳能与建筑一体化的实证研究    陈芝俊;

中大功率组合型逆变器的优势    时剑;刘俊;刘凯;陈云峰;

铝背场对单晶硅太阳电池输出特性的影响    周继承;李斐;陈勇民;赵保星;

组合式三相逆变器用IPM应用电路设计    霍艳军;赵锦成;陈永利;

一种基于dp/dv=0的最大功率跟踪控制策略    荣延泽;刘士荣;毛军科;李松峰;

风光互补新能源发电技术研究综述    王育欣;

安徽首座变电站光伏并网发电系统的研究与应用    谢红福;何鸣;张可;王晓;

中国光伏发电的发展及前景    罗雪莲;

基于D类功率放大器一种光伏并网发电装置设计    白婧文;韩可;

一种新型的最大功率跟踪实现方法在太阳能充电器中的应用    岳新苗;吴捷;张先勇;

基于DSP江南体育在线直播观看 并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

并网调节的不间断光伏电源    郑万雷;刘文良;

基于超级电容器储能系统的独立光伏发电系统的设计与研究    王培波;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

我国江南体育在线直播观看 产业投资风险及决策研究    朱震宇

江南体育在线直播观看 产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

半导体晶体材料放电加工技术研究    邱明波

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

分布式风光互补系统控制与最大功率跟踪策略研究    刘立群

基于Z源网络的光伏并网逆变系统的研究    刘鸿鹏

单原边绕组隔离型多输入变换器的研究    王勤

用于矿灯充电的独立光伏系统研究    毛娟

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

太阳能LED照明系统控制器的设计    杜守增

太阳能电池用α-SiC_x:H薄膜的制备与性能研究    张瑞丽

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

并联型三相三线制有源电力滤波器控制系统的研究    王江波

基于DFACTS的电力牵引谐波抑制与节能研究    张冠洲

光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究    于希洋

模糊控制在光伏最大功率追踪预测中的应用与研究    陈亚峰

采用能量吸收方法的电力线路节能器的研究    王二亮

电力电子技术在电力系统中的应用    徐政,卢强

电力电子集成技术的现状及发展方向    王兆安,杨旭,王晓宝

无差拍控制在光伏并网发电系统中的应用    张超;王章权;蒋燕君;何湘宁;

预测电流无差拍控制的并网型三相光伏逆变器    张喜军;焦翠坪;任晓鹏;穆桂霞;

单级光伏并网系统电流控制的仿真与实验研究    郑必伟;蔡逢煌;王武;苏先进;

基于模糊参数自校正PID方法的光伏发电系统MPPT控制    王岩;李鹏;唐劲飞;

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真    栗秋华;周林;刘强;张凤;武剑;

模糊/PID双模控制在光伏发电MPPT中应用    乔兴宏;吴必军;邓赞高;游亚戈;

基于改进MPPT算法的光伏发电最大功率跟踪系统    何薇薇;熊宇;杨金明;黄焯兴;

光伏并网逆变器控制算法的研究    张扬;杨浩然;

光伏并网功率调节系统及其控制的研究    汪海宁

单相光伏并网系统的分析与研究    王飞

燃料电池并网逆变技术研究    沈国桥

光伏发电并网与并联关键技术研究    余蜜

光伏发电系统自适应控制研究    李亭

一种基于单极性SPWM控制的正弦波逆变器的研究    赵青

光伏发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究    闵江威

太阳能发电并网系统的研究    郭亚男

基于TMS320F2812的光伏并网发电系统的设计    黄瑶

光伏并网发电系统的研究与设计    韩新建

江南体育在线直播观看 并网发电系统的分析与研究    马兆彪

基于DSP的光伏并网发电系统研究    潘建

光伏发电系统关键技术的研究    翁炳文

高频隔离式光伏并网逆变器的研制    林东栋

最大功率跟踪的光伏并网逆变器研究    杨海柱,金新民

西藏双湖25kW光伏电站交流配电系统的设计与实施    孙广生

基于DSP的两种SVPWM技术实现方案研究    王晶晶,徐国卿,王麾

6kVA单相航空静止变流器研制    石健将,龚春英,严仰光,岳卫峰

逆变器单极性电流SPWM控制与滞环控制比较    朱军卫,龚春英

400Hz静止式逆变电源车的研究    冯玉生

符合EMC的开关电源设计要点    刘力涛

光伏水泵系统中 CVT 及 MPPT 的控制比较    余世杰,何慧若,曹仁贤

光伏水泵系统    余世杰,何慧若,苏建徽

某江南体育在线直播观看 并网发电工程的分析    李亚宾;

光伏发电逆变技术的发展趋势及其解决方案    范莉平;

独立运行光伏发电系统研究    高旭;

具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统    吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;

并网光伏发电系统对电网影响的研究    赵平;严玉廷;

光伏并网逆变器孤岛检测技术研究    张东;吴俊娟;潘蕾;

江西电网光伏电源规模化接入的对策探讨    范瑞祥;吴素农;

光伏发电系统中逆变器的研究与应用    张德海;郑文英;王国强;

第五讲:并网光伏发电系统    王健强;

光伏并网逆变器拓扑结构分析与性能比较    余运江;李武华;邓焰;臧曙;

光伏发电系统中MPPT算法的研究与分析    徐亮;翟庆志;王宁;

户用独立式光伏发电系统研究    李春华;刘维亭;姜文刚;

微网中并网逆变器的一种改进下垂控制策略研究    史玉立;

基于频率偏移法的光伏并网逆变器孤岛检测    陈曦;李亚楠;陈阿莲;杜春水;张承慧;

屋顶并网光伏发电系统的研究与应用    王春明;王金全;刘文良;张红贤;

基于DSP江南体育在线直播观看 并网系统的应用研究    张海波;孙邦伍;原慧军;刘伟;崔海瑞;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

光伏发电系统的计算机辅助设计    王景义;

自主研制的10kW太阳能并网发电系统    于元;张志文;王文静;刘波;

聚光型光伏发电系统(CPV)的发展前景分析    黄维学;徐璞;

江南体育在线直播观看 发电系统在海上的应用    李涛

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在我市建成    记者 任君

将太阳能电池板装进玻璃幕墙    黎方益 李之政 曾丁丁

江南体育在线直播观看 发电：何时点亮中国家庭    本报实习记者 范丽敏

光伏并网发电离我们还有多远    许圣王健

太阳能：给奥运“增光添热”    赵永新

光伏产业在灿烂阳光下激情挥舞    本报记者　　李文绚　　陶俊

在荒漠地区发展光伏发电有作为    王艳明

绿色企业家的光荣与尴尬    王义伟

绿色能源为奥运增光添彩    任启平祝福艳 张一鸣 张丽娅

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

光伏发电系统及其控制技术研究    曹太强

光伏发电系统效率提高理论方法及关键技术研究    朱艳伟

基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究    程如岐

无变压器结构光伏并网逆变器拓扑及控制研究    马琳

基于Z源型逆变器的光伏并网发电系统的研究    许颇

光伏并网逆变系统综合控制策略研究及实现    吴理博

光伏发电高效利用的关键技术研究    肖华锋

江南体育在线直播观看 并网发电系统的优化设计与控制策略研究    董密

多重电枢混合励磁风力发电系统的研究    杨勇

10kW光伏并网逆变器的研制    刘志强

光伏并网逆变器MPPT技术研究    孙园园

一种具有MPPT功能的并网逆变器研究    李建

低成本小功率光伏并网逆变器研究    丰瀚麟

500W光伏并网逆变器的设计    朱铭炼

基于光伏智能功率模块的单相光伏并网系统研究    武剑

光伏并网逆变器的研究与实践    原慧军

独立光伏发电系统MPPT的模糊PID控制研究    连瑞娜

基于TMS320LF2401 DSP的光伏并网发电系统的设计    王英

单相非隔离型光伏并网逆变器的研究    洪海