光伏发电防逆流装置的研究与设计

摘要

随着光伏发电技术的不断发展，太阳能光伏发电系统的应用环境越来越复杂。由于当光伏发电系统（特别是无逆流型光伏并网发电系统）所产生的电能进入公共电网时，容易对公共电网造成冲击，甚至会导致公共电网电能质量严重下降。所以根据国家标准Q/GDW480-2010《光伏电站接入电网技术规定》，这类光伏发电系统必须配套加装防逆流设施，用来防止“逆流”进入公共电网的发生。因此，光伏防逆流装置的使用与智能化设计变得更为重要。
　　本文在分析无逆流型光伏并网发电系统特性的基础上，分析比较了多种交流采样算法的特点，综合智能光伏防逆流装置的各种需求，选择了快速傅里叶算法作为采样环节的算法。控制器的主控芯片为ARM单片机LPC1768，防逆流装置主要包括电流电压采样电路，模块电源电路，遥信输入电路，控制输出电路、时钟调电路，按键与显示电路等部分。本装置实现了对光伏发电系统逆功率现象的监控、保护作用。
　　本文对交流采样算法的对比分析及光伏防逆流装置的硬件设计做了重点阐述，最后通过针对性的实验，验证了该装置的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文背景

1．2 防逆流装置的研究意义

1．3 防逆流装置研究现状

1．4 本论文的主要研究内容及章节安排

第二章 防逆流装置的原理

2．1 光伏并网发电系统分类

2．1．1 可逆流型光伏并网发电系统

2．1．2 无逆流型光伏并网发电系统

2．2 逆功率的定义及危害

2．2．1 逆功率的定义

2．2．2 逆功率的危害

2．2．3 防逆流装置的原理

2．2．4 逆功率的检测

2．2．5 防逆流装置基本要求

2．3 防逆流装置保护逻辑

2．3．1 逆功率保护逻辑

2．3．2 逆功率恢复逻辑

2．3．3 过电压报警逻辑

2．3．4 欠电压报警逻辑

2．4 本章小结

第三章 采样原理

3．1 直流采样

3．2 交流采样

3．2．1 基于正弦模型的交流采样

3．2．2 傅里叶算法

3．2．3 快速傅里叶算法

3．3 本装置的采样算法

3．3．1 FFT算法的软件实现

3．3．2 误差分析

3．4 本章小结

第四章 防逆流装置设计

4．1 系统硬件设计

4．1．1 系统总体框图

4．1．2 控制芯片的选择

4．2 电压电流采样模块

4．2．1 采样调理电路

4．2．2 采样流程

4．3 遥信输入模块

4．3．1 开关量采集

4．3．2 光电隔离

4．3．3 多路开关

4．3．4 并行接口

4．4 电源电路模块

4．5 按键与显示模块

4．6 控制输出模块

4．7 通讯模块

4．8 时钟与储存模块

4．9 并网模块

4．10 本章小结

第五章 实验分析

5．1 实验硬件准备

5．2 光伏防逆流装置采样测试

5．2．1 实验过程

5．2．2 误差分析

5．3 光伏防逆流装置逆功率保护测试

5．4 防逆流装置过电压、欠电压保护测试

5．4．1 过电压保护实验

5．4．2 欠电压保护测试

5．5 时钟测试

5．6 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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