基于MPPT技术的倍频式光伏并网系统的研究

摘要

为了解决常规能源引发的问题，新能源的开发越来越受到关注，太阳能因其独特的优势得到了人们的青睐。近几年来各国纷纷出台优惠政策推动国内太阳能产业的发展，希望能够在太阳能行业占据主导地位，这使得太阳能发电技术成为一个全球性的课题，本文研究的重点是太阳能并网技术。
　　首先，本文对太阳能电池的结构及其输出特性进行了分析。为了能够充分发挥太阳能电池的光电转化能力，本文采用了最大功率点追踪技术。本文按照太阳能电池的实际等效电路，在MATLAB下搭建了太阳能电池模型，并对其输出特性曲线进行了仿真。在升压电路的基础上运用扰动观察法和改进后的电导增量法分别对建模的太阳能电池板进行了最大功率追踪仿真。
　　其次，研究了光伏并网逆变器的类型和控制策略。从系统的动态响应和稳定性方面考虑，本文选择了电压输入电流输出的非隔离型两级式逆变器。为了使并网电流能够很好的跟踪电网电压的相位，必须要消除并网电流与指令电流之间的偏差，因此本文设计的并网逆变器采用的是改进型固定开关频率控制策略。为了缓和开关频率和开关损耗之间的矛盾，本文采用倍频式SPWM技术对逆变器进行控制。
　　然后，为了保证直流采样过程的准确性，本文采用了去极值求平均法的软件滤波方式。软件锁相环的应用使得系统的响应速度加快，并减少了硬件电路的设计。
　　最后，在MATLAB下搭建了系统的仿真模型验证了本文所设计的光伏并网发电系统的正确性，通过实验平台也做了部分硬件电路并给出了测试结果。

目录

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目录

1 绪论

1.1 选题的背景与研究的意义

1.2 太阳能发电系统的分类及其拓扑结构

1.3 本课题国内外的研究动态及发展趋势

1.4 论文的章节安排

2 太阳能电池的最大功率追踪策略与仿真

2.1 太阳能电池的电路模型

2.2 太阳能电池的最大功率追踪策略分析

2.3 光伏电池最大功率的仿真

2.4 本章小结

3 逆变器及其控制策略

3.1 光伏并网逆变器类型

3.2 光伏逆变的控制策略

3.3 本章小结

4 硬件电路设计

4.1 光伏发电系统的总体结构

4.2 系统主电路硬件选型

4.3 控制电路的硬件设计

4.4 电网电压相位捕获电路设计

4.5 辅助电源设计

4.6 本章小结

5 基于DSP软件控制系统设计

5.1 基于TMS320F2812的SPWM波的生成

5.2 直流采样信号的软件校正

5.3 软件锁相环的实现

5.4 系统软件的总体流程图

5.5 本章小结

6 系统的仿真与硬件电路的调试

6.1 逆变并网系统的仿真结果分析

6.2 硬件系统实验结果

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 硬件实验电路

附录Ⅱ 攻读硕士学位期间发表的论文