1KW光伏并网发电系统的实现

【摘要】： 本文对光伏电池的特性、光伏发电系统的基本构成作了一定的分析讨论，对实现光伏并网发电系统的几个关键技术问题如最大功率点跟踪控制技术、主电路拓扑结构问题、并网发电控制策略等方面作了详细的分析和探讨，在此基础上研制了一台基于TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A为核心的1KW光伏并网发电系统实验装置并进行相应的实验，实验结果体现了系统设计的合理性和控制策略的有效性和可靠性。主要内容如下： 1．对光伏电池的工作机理及输出特性进行详细的分析，并根据光伏电池的物理机制数学公式建立光伏电池的Pspice仿真模型，该模型能对任意功率等级的电池进行快速的特性仿真，仿真结果与光伏阵列的实际输出特性有较好的一致性，为光伏发电系统的仿真提供可能。在此基础上，对几种最大功率跟踪控制方法进行分析比较，并对双模式最大功率点跟踪控制方法进行了实验验证； 2．选择以DC—DC—AC二级变换环节作为本文实验的电路拓扑进行设计和研制，输出方式既能使系统工作在独立运行方式，实现对本地交流负载供电，又能工作在并网运行模式给电网回送电能，且两种运行模式难够相互切换；同时，对两种逆变工作模式分别采用不同的控制策略：独立供电模式时采用瞬时电压型逆变控制，并网逆变模式时采用瞬时电流控制策略： 3．完成基于DSP芯片TMS320LF2407A为核心的1KW光伏并网发电系统主电路、控制电路的设计及控制程序的设计，并进行相应的实验验证，达到预期目的。 4．最后给出对所做工作的总结和进一步研究的设想。 【关键词】：光伏模型 最大功率点跟踪 光伏并网发电 逆变器 瞬时电流控制 DSP控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TM615
【目录】：

• 目录2-4
• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 第一章 绪论6-16
• 1.1 太阳能应用的背景6
• 1.2 光伏发电应用现状及研究的意义6-9
• 1.2.1 国外光伏发电应用现状7-8
• 1.2.2 国内光伏发电应用现状8-9
• 1.2.3 研究的意义9
• 1.3 光伏发电系统基本构成及其工作模式9-14
• 1.3.1 光伏发电系统的基本构成9-13
• 1.3.2 光伏发电系统的运行模式13-14
• 1.4 本课题的目的、任务及意义14-16
• 第二章 光伏电池的输出特性及MPPT控制16-33
• 2.1 光伏电池的工作机理16-17
• 2.2 光伏电池的输出V-I特性17-20
• 2.3.基于物理机制的光伏阵列仿真模型20-27
• 2.3.1 ORCAD仿真软件的模拟行为模型21-22
• 2.3.2 单个光伏电池的仿真模型22-24
• 2.3.3 光伏阵列仿真模型24-27
• 2.4 最大功率点跟踪控制技术27-33
• 2.4.1 常用MPPT控制技术27-29
• 2.4.2 双模式MPPT控制技术29-33
• 第三章 光伏并网发电的主电路拓扑及控制技术33-43
• 3.1 主电路拓扑结构33-37
• 3.1.1 单级逆变器33-35
• 3.1.2 多级逆变器35-37
• 3.2 光伏发电逆变器控制技术37-43
• 3.2.1 SPWM控制技术37-38
• 3.2.2 逆变器反馈控制技术38-40
• 3.2.3 光伏并网逆变控制40-43
• 第四章 1KW光伏并网发电硬件系统的设计43-54
• 4.1 光伏并网发电系统的构成及电路参数43-44
• 4.1.1 系统的构成43
• 4.1.2 电路主要技术参数43-44
• 4.2 主电路拓扑及主要电路参数设计44-47
• 4.2.1 主功率管的选择44-45
• 4.2.2 主功率开关管缓冲电路的设计45
• 4.2.3 储能电感及输出滤波电路的设计45-47
• 4.3 基于DSP的控制系统设计47-54
• 4.3.1 控制系统的构成及资源分配48-50
• 4.3.2 取样检测电路50-52
• 4.3.3 驱动保护电路52-54
• 第五章 系统软件的构架与实验结果54-65
• 5.1 系统的整体软件构架54-56
• 5.2 同步锁相控制56-58
• 5.3 独立供电与并网运行58-60
• 5.4 孤岛检测与保护60-63
• 5.5 系统保护63-65
• 第六章 总结与展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

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