一种光伏发电系统并网逆变器的研究

摘要

如今，人类社会处于持续、高速的发展的状态，人口数量在不断增长的同时也出现了能源短缺和环境污染等问题。随着人类生活水平的不断提高，社会对于清洁能源的需求也处于不断增加的状态。因此，开发清洁的新能源成为亟待解决的问题。并网逆变器作为光伏阵列甚至是分布式发电系统连接电网的装置，在光伏发电系统中相当重要。
　　本文设计了一种可用于光伏发电并网的单相逆变器，在对比分析逆变器输出端L型和LCL型滤波器的主要特点后，决定采用LCL型滤波器作为本系统的滤波器;针对LCL滤波器参数设计困难的问题，本文从LCL滤波器中总电感量、逆变器侧电感和网侧电感的电感比以及电容值对系统的影响的角度研究分析，采用波德图分析的方法，计算设计出LCL滤波器的参数，同时采用有源阻尼技术来解决LCL滤波器固有的谐振问题;设计了电流控制器，采用了电容电流反馈的方法使系统稳定;系统的仿真模型通过MATLAB/Simulink来搭建，仿真实验结果表明，所设计的逆变器系统的LCL滤波器参数、电路控制器参数满足了系统的设计要求。
　　根据仿真结果，设计搭建了基于TMS320F28335DSP控制的逆变器主电路、驱动电路、信号采样电路等控制电路，同时设计了对应的软件。实验结果再次验证了设计的可行性和正确性。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 光伏发电系统的发展现状

1．2．1 国外光伏发电的发展现状

1．2．2 我国光伏发电的发展现状

1．3 光伏发电系统

1．4 光伏发电系统并网逆变器

1．4．1 并网逆变器的拓扑结构

1．4．2 并网逆变器的控制技术分析

1．5 本文的主要研究内容

第2章 并网逆变器的数学模型分析和控制设计

2．1．1 逆变桥数学模型

2．1．2 LCL滤波器参数设计

2．2 电容电流反馈控制设计

2．3 电流控制器设计

2．4 电网电压锁相锁频设计

2．5 仿真实验结果及分析

2．6 本章小结

第3章 系统的硬件设计

3．1 并网逆变器硬件系统结构

3．2 主电路设计

3．2．1 直流侧电压获取

3．2．2 逆变主电路设计

3．3 驱动隔离电路设计

3．4 信号采样调理电路设计

3．4．1 电压采样调理电路

3．4．2 过零检测电路

3．4．3 电流采样调理电路

3．5 直流电源电路设计

3．6 本章小结

第4章 系统的软件设计

4．1 DSP资源分配

4．2 系统程序的实现

4．2．1 QPR控制器的实现

4．2．2 SPWM的实现

4．2．3 锁频锁相的实现

4．3 本章小结

第5章 实验结果分析

5．1 实验结果及分析

5．2 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介