基于TMS320F2812的光伏并网发电系统的设计

论文摘要

光伏并网发电系统是一套可以将太阳能转换成电能并输送到电网上的系统。近年来,随着能源紧缺与环境污染问题日益严重,光伏并网发电系统成为各国研究和发展的热点。本文的目的就是要设计一套基于TMS320F2812的光伏并网发电系统。本文首先分析了光伏并网发电的发展和现状,然后以单相光伏并网发电系统为研究对象,对光伏并网发电系统进行了全面的理论分析,对并网发电系统的拓扑结构、控制策略、参数的选择、最大功率点跟踪以及孤岛效应问题等方面作了详细的分析和研究。设计了系统的主电路和基于DSP芯片TMS320F2812的控制电路,制作并调试了硬件电路。设计了TMS320F2812控制程序。本文对所设计的硬件电路和软件程序进行了实验验证,实验结果证明硬件设计和软件设计是合理的。

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 光伏发电在国内外的研究现状
• 1.2.1 国外光伏发电产业的现状及前景
• 1.2.2 我国光伏发电产业的现状及发展
• 1.3 本文所做的主要工作
• 第二章 光伏并网发电系统的结构和基本原理
• 2.1 光伏并网发电系统的组成
• 2.1.1 光伏阵列
• 2.1.2 光伏并网逆变器
• 2.2 控制策略的分析与实现
• 2.2.1 逆变器电流跟踪控制方式
• 2.2.2 PWM波形的生成方法
• 2.2.3 控制系统的数学模型
• 2.2.4 数字PI调节器的设计
• 2.3 光伏并网发电系统的最大功率点跟踪（MPPT）控制策略
• 2.3.1 光伏阵列输出特性
• 2.3.2 最大功率点跟踪（MPPT）控制方法
• 2.4 光伏并网发电系统中的孤岛效应的防止
• 2.4.1 孤岛效应的含义及其危害
• 2.4.2 孤岛效应的检测与防止
• 2.4.3 被动式检测方法
• 2.4.4 主动式检测方法
• 2.4.5 本文采用的孤岛效应检测方法
• 2.5 本章小节
• 第三章 单相并网发电系统的硬件设计
• 3.1 系统的总体结构框图
• 3.2 主电路设计
• 3.2.1 光伏阵列的选择
• 3.2.2 输入滤波电容的计算
• 3.2.3 开关管的选择
• 3.2.4 输出滤波电感的设计
• 3.3 控制电路设计
• 3.3.1 控制芯片的选择
• 3.3.2 ICETEK-5100USB2.0开发系统介绍
• 3.3.3 信号检测电路
• 3.3.4 锁相环的设计
• 3.3.5 PWM信号的隔离与驱动电路
• 3.4 本章小节
• 第四章 单相光伏并网发电系统的软件设计
• 4.1 软件设计总体框图
• 4.2 A/D转换模块
• 4.3 PWM波形产生模块
• 4.4 光伏阵列的最大功率点跟踪（MPPT）控制
• 4.5 孤岛效应的检测
• 4.6 本章小节
• 第五章 实验结果与分析
• 5.1 TMS320 F2812输出的PWM波形
• 5.2 锁相环的输入信号波形与比较信号波形
• 5.3 输出电流跟踪电网电压波形
• 5.4 本章小节
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 对以后工作的展望
• 附录一 硬件装置图
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况