太阳能光伏并网系统的研究

论文摘要

太阳能因其清洁等特点而受到了广泛关注,多电平换流器也有大量的应用。本文详细分析了单级式太阳能光伏发电系统和二极管箝位式三电平逆变器,基于MATLAB建立了太阳能电池模型和太阳能光伏并网发电系统模型,针对最大功率点跟踪和中点电压平衡问题进行了算法仿真。设计搭建了2kW的物理模型,通过理论分析得到了主回路各部分参数,控制芯片采用TMS320F2812,设计了驱动电路、模数转换、出口通信等电路。编写了系统运行所需要的部分基础软件,如数据采集、锁相环等,经过调试取得了较为理想的结果。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 太阳能光伏并网发电系统的发展及前景
• 1.3 论文主要工作
• 第二章 太阳能光伏阵列特性及并网发电系统结构
• 2.1 光伏电池的原理
• 2.1.1 光伏电池理论模型
• 2.1.2 光伏电池工程模型
• 2.2 光伏电池的MATLAB数学建模
• 第三章 二极管箝位式三电平逆变器及其控制方式
• 3.1 多电平逆变器发展
• 3.1.1 二极管箝位式换流器
• 3.1.2 飞跨电容式多电平换流器
• 3.1.3 基于独立直流电源箝位的级联型多电平换流器
• 3.2 二极管箝位式三电平逆变器控制方式
• 3.2.1 载波PWM控制方法
• 3.2.2 空间矢量PWM控制方法
• 第四章 最大功率点跟踪及中点电压平衡控制
• 4.1 最大功率点跟踪（MPPT）控制
• 4.1.1 常用最大功率跟踪算法
• 4.1.2 最大功率点跟踪算法仿真
• 4.1.3 变步长的最大功率点跟踪算法
• 4.1.4 变步长的最大功率点跟踪算法仿真
• 4.2 中点电压平衡控制
• 第五章 用于光伏发电的逆变器主回路及控制电路研究
• 5.1 主回路设计
• 5.1.1 直流母线电容的选择
• 5.1.2 开关器件选择和吸收回路的设计
• 5.2 驱动电路设计
• 5.3 控制硬件的设计
• 5.3.1 AD电路的软硬件设计
• 5.3.2 串口通信电路设计及通信协议的制定
• 5.4 PWM实验结果
• 5.5 系统并网控制
• 5.5.1 锁相环技术
• 5.5.2 锁相环原理
• 5.5.3 过零检测电路
• 5.5.4 软件锁相原理
• 第六章 结论及展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况