小型太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設計

2.8萬字 70頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要 21世紀以來，太陽能作為能夠緩解能源危機和環(huán)境危機的綠色新能源，一直是科學家研究的重點。為最大化光伏發(fā)電的效率并行之有效的加以利用更是研究中的熱點。近年來隨著技術發(fā)展的日趨成熟，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逐漸取代光伏離網(wǎng)發(fā)電，成為市面上主要的光伏發(fā)電技術。
并網(wǎng)逆變技術是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵，隨著電力電子技術和自動控制技術的不斷完善，已經(jīng)出現(xiàn)了一系列比較完善的逆變技術，本文主要研究基于TMS320F2812 器件為控制核心的單相全橋光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)。
本文簡要分析了光伏電池基本的工作原理，建立等效電路跟數(shù)學模型，比較不同光照溫度下光伏電池的輸出特性。對于光伏系統(tǒng)中經(jīng)常遇見的最大功率跟蹤點問題，進行了詳細的分析，并給出了多種實現(xiàn)最大功率點跟蹤額控制方案。通過對這幾種方案的對比分析，提出了相對成效較高的基于Boost升壓電路的擾動觀察法，兩者只要通過改變占空比便能得到光伏電池在不同工作點下的輸出功率，以準確穩(wěn)定的得到最大功率點。接著給出整個逆變電路的拓撲圖，具體分析DC-DC、DC-AC轉換電路，尤其對前級BOOST升壓電路中涉及到的參量計算，以及后級基于IPM模塊的轉換電路的外界電路、光耦隔離電路進行了重點分析。對于主要控制器件DSP TMS320F2812，給出引腳圖，介紹其主要構成和部分功能。除了上述主電路外也提到逆變控制系統(tǒng)中的其他控制電路，比如逆變器外接的逆變電路、輸出采樣電壓、電流電路，過零點比較電路等等，且都給出了拓撲圖。在硬件分析的基礎上，更深的分析了本實驗中涉及的軟件算法，如在并入電網(wǎng)時需要用到的PI控制算法，以及如何利用該算法計算出所需的參數(shù)值，改進SPWM、如何進行故障處理、網(wǎng)壓同步。
最后根據(jù)上述的理論基礎，理論聯(lián)系實際搭建了一臺實驗樣機，分析實驗數(shù)據(jù)是否可行，模擬得到關鍵的實驗波形驗證了設計中器件參數(shù)選擇的正確性。

關鍵詞：光伏并網(wǎng) MPPT TM320F2832 Boost升壓電路 IPM