高效塔式光伏并网逆变器的设计与实现

摘要

进入21世纪以来，日益严重的能源危机给人类的生产生活带来了不便，同时不可再生的传统能源如煤炭石油等面临着枯竭的困境，由于它们给环境带来的严重污染，导致其势必被以低污染甚至零污染的可再生能源所取代，新的能源革命把人类社会带入进一个全新的领域的。再生能源包括太阳能、风能、地热能等清洁能源也逐步进入到人类的生产生活领域当中。如何有效利用这些可再生能源已成为能源技术发展研究的重要方向，随着科学技术的进步，电力电子技术的发展也日趋完善，使得现代逆变技术在新型低碳环保能源领域得以发展及应用。
　　本文详细阐述了一种基于空间矢量控制技术的太阳能并网逆变器的整体设计方案与实验验证。太阳能并网逆变器是一种接口装置，它介于太阳能电池与电网之间的，起到一个桥梁的作用，太阳能并网逆变器可以实现将太阳能电池的直流电能转变成用户可以使用的交流电能。在太阳能并网发电系统中，太阳能并网逆变器起着至关重要的作用，它决定了并网逆变器输出电流及输出电压的品质特性。
　　首先，本文通过深入实践和调查，对太阳能并网逆变器的国内外发展现状及核心技术进行了简明阐述。结合项目研发过程中的实际需求，对光伏并网逆变器的硬件平台以及对基于TMS320F28335核心控制芯片的主控制模块做了详细设计，并对整个控制模块及主电路模块进行了原理仿真与实验验证。
　　其次，本文通过了理论分析，深入研究了空间矢量调制法（SVPWM），并整个太阳能并网逆变器的系统进行了仿真分析，学习并使用仿真软件MATLAB/Simulink，并对整个系统软件的设计思路与实现过程及关键程序的实现流程做了详细介绍。
　　最后，通过硬件主功率拓扑的搭建和根据数字信号处理控制芯片搭建了软件平台，完成了对整个软硬件系统的设计与实现。而后对整个实验数据进行汇总分析后得到，本文设计的并网逆变器硬件电路和软件架构是合理可行的。

目录

第1章 绪 论

1.1课题来源及项目背景

1.2国内外研究状况

1.3本课题研究的主要内容及关键技术

第2章 高效塔式光伏并网逆变器需求分析

2.1 高效塔式光伏并网逆变器功能性需求分析

2.2 高效塔式光伏并网逆变器项目的硬件系统设计需求

2.3 高效塔式光伏并网逆变器的软件系统设计需求

2.4 高效塔式光伏并网逆变器的设计指标及关键技术

2.5 本章小结

第3章 高效塔式光伏逆变器硬件电路设计与实现

3.1光伏逆变器硬件平台设计

3.2逆变器主控制电路及外围电路的设计与实现

3.3 DSP控制电路设计与实现

3.4 本章小结

第4章 高效塔式并网逆变器控制软件设计与实现

4.1 并网逆变器系统控制概述

4.2 逆变器控制算法概述

4.3 并网逆变器控制算法SVPWM的实现

4.4 基于电网电压基波锁相算法的设计与实现

4.5 本章小结

第5章 高效塔式并网逆变器Matlab仿真及实验测试

5.1 逆变功率拓扑与空间矢量算法的仿真

5.2 控制系统的仿真

5.3并网逆变器的离网开环及闭环测试

5.4并网逆变器幅值调节及并网实验与分析

5.5本章小结

结论

参考文献

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