小型太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.8萬字 70頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要 21世紀(jì)以來，太陽能作為能夠緩解能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的綠色新能源，一直是科學(xué)家研究的重點(diǎn)。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(diǎn)。近年來隨著技術(shù)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(shù)。
并網(wǎng)逆變技術(shù)是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵，隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷完善，已經(jīng)出現(xiàn)了一系列比較完善的逆變技術(shù)，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(xué)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(diǎn)問題，進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并給出了多種實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)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(dòng)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(diǎn)下的輸出功率，以準(zhǔn)確穩(wěn)定的得到最大功率點(diǎn)。接著給出整個(gè)逆變電路的拓?fù)鋱D，具體分析DC-DC、DC-AC轉(zhuǎn)換電路，尤其對前級BOOST升壓電路中涉及到的參量計(jì)算，以及后級基于IPM模塊的轉(zhuǎn)換電路的外界電路、光耦隔離電路進(jìn)行了重點(diǎn)分析。對于主要控制器件DSP TMS320F2812，給出引腳圖，介紹其主要構(gòu)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(diǎn)比較電路等等，且都給出了拓?fù)鋱D。在硬件分析的基礎(chǔ)上，更深的分析了本實(shí)驗(yàn)中涉及的軟件算法，如在并入電網(wǎng)時(shí)需要用到的PI控制算法，以及如何利用該算法計(jì)算出所需的參數(shù)值，改進(jìn)SPWM、如何進(jìn)行故障處理、網(wǎng)壓同步。
最后根據(jù)上述的理論基礎(chǔ)，理論聯(lián)系實(shí)際搭建了一臺實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否可行，模擬得到關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)波形驗(yàn)證了設(shè)計(jì)中器件參數(shù)選擇的正確性。

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