文档介绍：摘要
随着社会生产的日益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。可再生能源是满足世界能源需求的一种重要资源,特别是对于我们这个人口大国来讲更加重要。其中太阳能资源在我国非常丰富,其应用具有很好的前景。
光伏并网发电系统是通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,并通过并网逆变器将直流电变为与市电同频同相的交流电,并回馈电网。
光伏并网发电系统的核心技术是并网逆变器,在本文中对于单相并网逆变器硬件进行了建摸及设计。给出了硬件主回路并对各部分的功能进行了分析,同时选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU,阐述了芯片特点及选择的原因。并对并网逆变器的控制及软件实现进行了研究。文中对于光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)技术作了阐述并提出了针对本设计的实现方法。最后对安全并网的相关问题进行了分析探讨。文章的主要内容如下:
,并对光伏并网发电系统的功能、分类和特点作了简单介绍,对光伏并网发电系统建立了一个总体认识。
。重点研究了光伏电池的输出特性和其影响因素,并得出相应的结论。
,文中分析了各部分设计重点,明确了选用TI公司的DSP芯片TMS320F2812作为控制CPU的原因及优点,同时给出了控制及软件实现方法。
,存在输出最大功率(CMPPT)跟踪问题。本文阐述了常用的最大功率点跟踪方法,并结合本设计提出了改进方法。使光伏电池工作于最大输出功率点上,获得高效功率输出。
,太阳能电池的输出及电网的电压是不断波
动的,如何实现安全并网以及在运行中对各种故障的检测及报警进行了探讨,重点对
“孤岛效应”进行了分析。
关键词:光伏电池; 并网安全; 光伏逆变器; 最大功率点跟踪; DSP
目录
致谢..................... ...........................42 3
1 绪论 3
光伏系统的应用发展前景 3
光伏发电系统概述 7
本课题所做的工作 9
2. 单相光伏并网逆变器的工作原理及总体设计 10
光伏并网逆变器的工作原理 10
光伏并网逆变器的总体设计 11
单相光伏并网逆变器的基本结构 11
硬件设计中的各部分介绍 11
控制电路设计 13
逆变部分的主回路设计 15
CPU控制芯片的选择 16
DSP技术概括 16
DSP芯片特点 18
TMS320F2812型DSP芯片的性能简介 19
3. 最大功率跟踪及其实现 20
最大功率跟踪的常用方法 20
光伏并网系统中的最大功率跟踪 22
DC/DC变换器控制方案 23
最大功率跟踪的实现 24
4. 单相光伏并网逆变器控制及实现 25
DC/AC逆变器控制方案 25
电压相量图及其分析 25
控制单元框图结构 27
软件设计与实现 28
系统软件总体设计 28
系统主程序流程图 29
SPWM波的实现方法 30
主要元器件选择与试验波形 32
5. 光伏并网系统的“孤岛效应”分析 34
孤岛效应的产生及危害 34
光伏系统孤岛效应的特点 35
孤岛监测和系统保护方法 35
6. 总结与展望 37
总结 37
展望 38
参考文献: 38
致谢..................... ...........................39
1 绪论
光伏系统的应用发展前景
随着社会生产的日益发展,对能源的需求量在不断增长,全球范围内的能源危机也日益突出。地球中的化石能源是有限的,总有一天会被消耗尽。随着化石能源的减少,其价格也会提高,这将会严重制约生产的发展和人民生活水平的提高。据测算,全世界能源消耗的大部分被家庭所占,改善家庭的能源消耗方式便可改善全球的环境质量,节约大量的化石能源,用于化工等他用,而不只是当作燃料使用。因此自然能发电技术的应用受到越来越普遍的重视,洁净廉价的太阳能正适合于作为可再生的替代能源。
太阳能是一种自然资源,将太阳能进行采集、转换,使其变为可控