光伏并网逆变器最大功率跟踪研究及其实现

论文摘要

随着人类社会对能源的需求越来越旺盛以及传统能源造成的污染问题越来越严重,近年来可再生能源的研究成为了热点,其中太阳能的开发更是其中重要的一个研究方向。本论文正是针对上述问题,以太阳能光伏并网逆变器为主要的研究对象,介绍了光伏并网逆变器的工作原理,重点对最大功率跟踪技术进行了研究,并使用基于DSP和CPLD的控制器予以实现。主要内容为:1.光伏并网逆变器的研究背景,各项性能指标的提出。2.逆变器工作原理及主拓扑结构。3.最大功率跟踪技术的研究。本文首先分析了太阳能电池的特性以及目前较为常用的几种最大功率跟踪方法,然后介绍了本文在Boost变化电路基础上实现的最大功率跟踪算法。4.最大功率跟踪控制器的设计与实现。分模块介绍了控制器的软、硬件设计,并介绍了DSP/BIOS嵌入式操作系统的运用,同时分析了逆变器控制系统的保护需求以及基于CPLD的保护电路的设计。5.本文实现的最大功率跟踪技术的实验结果及分析。6.整个系统需要完善或者能够拓展的地方。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 光伏并网发电的发展现状
• 1.3 光伏并网逆变器的简单介绍
• 1.4 本文所做的主要工作
• 第二章 光伏并网逆变器概述
• 2.1 逆变器基本特性及评价
• 2.2 逆变器工作原理
• 2.3 本章小结
• 第三章 最大功率跟踪技术研究
• 3.1 太阳能电池的基本原理及特性
• 3.1.1 太阳能电池的原理
• 3.1.2 太阳能电池的分类
• 3.1.3 太阳能电池的特性
• 3.2 最大功率跟踪的原理与方法
• 3.2.1 最大功率跟踪的原理
• 3.2.2 最大功率跟踪的方法
• 3.3 逆变器最大功率跟踪的实现
• 3.3.1 Boost 电路分析
• 3.3.2 Boost 电路控制回路设计
• 3.3.3 Boost 控制回路MATLAB 仿真
• 3.3.4 MPPT 算法设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 最大功率跟踪控制器设计与实现
• 4.1 控制器概述
• 4.2 基于DSP 的主控制器设计与实现
• 4.2.1 DSP/BIOS 操作系统介绍
• 4.2.2 采样模块
• 4.2.3 事件管理器模块
• 4.2.4 人机交互模块
• 4.2.5 通讯模块
• 4.3 基于CPLD 的系统保护电路设计与实现
• 4.3.1 保护电路的需求分析
• 4.3.2 保护电路设计与实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验结果及分析
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 发展展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果