基于DSP的潮流电站电能变换及处理系统研究

论文摘要

在能源消耗日益增长、环境污染日渐严重的今天,作为可再生绿色能源的潮流能成为世界各国普遍重视的能源,潮流发电技术也成为各国学者竞相研究的热点。本文就潮流发电领域的关键技术(电能转换)从理论到实践进行了较为全面的深入研究,同时对具有广泛潜在应用前景的数字式系统也进行了详尽地理论分析,把两者有机地结合起来,为今后进一步的深入研究奠定了一定的理论基础。本文以SPWM逆变控制为理论基础,研究了潮流发电系统的主回路结构及控制规律,针对潮流发电的特点,主要完成整流、逆变、滤波电路的设计与控制、蓄电池充电控制,实现一个恒频恒压系统,保证潮流在设计工作范围内,我们都可以使用户得到稳定的交流电。在控制器的设计方面,本文采用了嵌入式微处理器DSP 2407A,深入研究了芯片的硬件结构;在主回路设计方面,采用IGBT智能模块IPM,能够简化系统构成,降低系统成本,增强系统的可靠性,同时能够胜任各种操作要求。最后,根据理论分析和实验结果研制出了一套电能转换装置,进行了一系列的仿真与实验,所观测的波形均与理论研究相一致,证明了该系统具有很强的应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 潮流发电的背景及发展现状
• 1.1.1 海洋能发展现状
• 1.1.2 潮流能发电系统的意义及发展现状
• 1.2 数字控制技术在潮流发电中的应用
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 潮流发电系统结构设计
• 2.1 潮流发电系统的整体设计
• 2.2 发电机的选择
• 2.3 整流环节设计
• 2.4 逆变环节设计
• 2.5 滤波环节设计
• 2.6 本章小结
• 第3章 潮流发电控制系统硬件设计
• 3.1 DSP芯片2407A硬件结构
• 3.2 控制电路硬件设计
• 3.2.1 电源设计
• 3.2.2 复位电路设计
• 3.2.3 时钟电路设计
• 3.2.4 内存接口电路设计
• 3.2.5 仿真器接口电路设计
• 3.3 采样电路的硬件设计
• 3.4 IPM电路设计
• 3.5 硬件抗干扰措施
• 3.6 本章小结
• 第4章 蓄电池的充电设计
• 4.1 蓄电池的概念与特性
• 4.1.1 蓄电池的主要特性参数
• 4.1.2 蓄电池的充放电特性
• 4.2 阀控式铅酸蓄电池及其充电方式
• 4.3 蓄电池的充电管理
• 4.4 本章小结
• 第5章 潮流发电系统控制方法设计
• 5.1 SPWM实现方法
• 5.1.1 自然采样法
• 5.1.2 规则采样法
• 5.1.3 消除特定谐波法
• 5.2 混合查表法
• 5.2.1 混合查表法的意义
• 5.2.2 制作正弦函数表
• 5.2.3 滤除输出窄脉冲
• 5.2.4 DSP寄存器设置
• 5.2.5 查表更新比较寄存器的值
• 5.3 逆变器软件设计
• 5.3.1 数字PI调节技术
• 5.3.2 数字PI的参数整定
• 5.4 系统流程设计
• 5.5 软件抗干扰措施
• 5.6 本章小结
• 第6章 系统仿真与实验
• 6.1 系统仿真结构图
• 6.2 系统仿真结果
• 6.3 实验结果
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢