文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
单相光伏并网逆变器的研究与设计
姓名:齐乐
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:蔡文皓
2011
论文题目:单相光伏并网逆变器的研究与设计
专业:控制理论与控制工程
硕士生:齐乐(签名)
指导教师:蔡文皓(签名)
摘要
随着全球能源危机和环境污染的日益严重,太阳能作为当前最理想的绿色能源之一
越来越受到各国的重视。光伏并网发电代表太阳能利用的发展趋势,正成为太阳能利用
最主要的途径。高性能的数字信号处理器芯片(DSP)的出现,使得一些先进的控制策
略应用于光伏并网系统成为可能。
首先,本文研究了光伏电池的基本发电原理和输出特性,分析了几种常见的最大功
率点跟踪方法,并基于太阳能电池阵列的仿真模型,对扰动观察法进行仿真,验证其理
论的正确性。
其次,针对单相光伏并网发电系统,选择适合其特点的两级逆变主电路拓扑结构,
分析了前级直流升压电路和后级全桥逆变电路的工作原理,给出主电路直流侧 Boost 电
路参数设计过程和交流侧滤波器的设计思想和设计过程。采用电流反馈型并网控制方
案,对单相光伏并网逆变器输出级建模,推导逆变系统的开环传递函数,分析系统的性
能,并用 PI 控制器进行了系统校正。针对常规 PI 闭环控制不能实现并网正弦电流的无
静差跟踪的缺点,系统采用 PI 与零电流跟踪误差结合的闭环控制系统,并对改进后的
系统性能进行推导分析,验证其可行性。
最后,根据控制系统的整体方案,采用 DSP 作为控制系统的主控核心芯片,设计
了基于 TMS320F2812 的并网逆变器控制硬件电路和软件系统。硬件部分主要包括主控
单元的信号检测电路、辅助电源电路、功率驱动电路及保护电路。软件部分采用模块化
的程序设计方法,给出了主程序和子程序流程图,同时重点解决了 SPWM 波的产生和
软件锁相算法在并网电流和电网电压同频同相上的实现。

关键词:光伏并网;逆变器;最大功率点跟踪;DSP
研究类型:应用研究
Subject : The Study and Design of Single-Phase PV Grid-Connected
Inverter
Specialty : Control Theory and Control Engineering
Name : Qi Le (Singature)_____________
Instructor : Cai Wenhao (Singature)_____________
ABSTRACT
With the growing global energy crisis and environmental pollution, solar energy, as one
of the best green energy, is paid more attention by many countries all over the world. As the
development trend of solar energy utilization, PV Grid-connected is ing the most
important ways of solar energy utilization. With the appearance of high-performance Digital
Signal Processor (DSP) chip, it is possible that some most advanced control strategies can be
used to the PV grid-connected system.
First of all, this paper has studied on the basic principle and output characters of PV cell,
analysis of mon methods of maximum power point tracking. Simulated the
Perturb Observe Algorithms based on the simulation model of solar array, to verify the
correctness of the theory.
Second, for the single-Phase PV grid-connected system,the paper choose a suitable main
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