光伏并网发电系统及其控制研究-毕业论文

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1、光伏并网发电系统及其控制研究中文摘要光伏并网发电可以高效的利用太阳能这种绿色清洁能源，光伏并网发电技术的研究成为发展趋势和热点。本论文在分析了光伏并网发电国内外进展的基础上，本文分析了单相光伏并网发电系统的组成结构和工作原理。在分析了不同控制策略的优缺点的基础上，采用电流跟踪控制和电网电压前馈控制的策略，对控制系统进行了数学建模。设计并制作了基于光伏并网发电系统的硬件电路，包括系统的主电路、信号的采样与处理电路、PWM及SPWM信号的隔离与驱动电路以及电源电路。对这些电路的工作过程进行了详细的分析，对电路中的参数进

2、行了计算，完成了硬件电路的制作与实验调试。研究了最大功率点跟踪控制(MPPT)的原理和方法，并采用电导增量法来实现光伏阵列的最大功率点跟踪关键词：太阳能并网发电PWMMPPTABSTRACTGrid-Connectedphotovoltaictechnologyisagoodwaytomakefulluseofsolarenergy,whichisgreenandclearenergy.thegrid-connectedphotovoltaicsystemhasbeenahotspot.Basedontheintr

3、oduceofthecurrentconditionofgrid-connectedphotovoltaicsystem，thebasicfoundmentalofGrid-Connectedphotovoltaicsystemisanalyzed.Afteranalyzedifferentcontrolstrategy,currentfollowupamethodisused.Mathematicmodelisestablished.Furthermore,Grid-Connectedphotovoltaicci

4、rcuitisdesigned,includingmaincircuit,signalsampleandprocesscircuit,PWMandSPWMwavegenerationcircuitandorderdriverandsourcecircuit.Thesecircuitoperationfoundamentalisanalyzedindetail.Circuitmanufactionanddebugisfinished.maximumpowerfollowtechniqueisstuded,andcon

5、ductionincrementmethodisadopted.KEYWORDS：solarenergy,Grid-Connected,PWM,MPPT目录第一章综述11.1课题研究背景11.2国内外光伏并网发电系统的研究进展21.2.1国外进展部分21.2.2国内进展部分41.3本论文的研究思路6第二章光伏发电系统的总体设计72.1硅太阳电池的性能特点72.2太阳能电池的模拟技术102.3电源变换器112.4系统的总体设计132.4.1光伏并网发电系统的组成132.4.2光伏发电控制系统的数学模型152.4.3P

6、I控制算法162.5最大功率点跟踪算法172.5.1最大功率点跟踪方法172.5.2系统总体结构框图19第三章软硬件电路设计203.1PWM信号的生成方法203.1.1用于生成PWM信号生成Saber模型203.1.2PWM波形生成的软件实现方法223.2BOOST变换器模块233.3加入PI反馈控制器的Boost电路273.4SPWM波形生成模块303.5桥式逆变器模块32-ii-3.6控制电路工作原理343.6.1辅助电源设计343.6.2IGBT与MOSFET驱动电路设计343.6.3桥式MOSFET驱动电路

7、设计363.6.4反馈调压电路设计373.6.5arm微控制器及外围电路383.7软件系统的设计393.8PCB制作及成品图片42第四章实验结果分析454.1实测各种波形454.2数据记录474.3结论48第五章总结和展望495.1全文的总结495.2展望和后续的相关工作49参考文献51发表论文和科研情况说明53致谢54-ii--1-第1章综述第一章综述一.1课题研究背景在跨入21世纪以来，人类正面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济己经成为全球热点问题。而能源问题将更

8、为突出，不仅表现在常规能源的匾乏不足，更重要的是化石能源的开发利用带来了一系列问题，如环境污染，温室效应等都与化石燃料的燃烧有关。目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的，人类要解决这些能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源[1]。国际能源机构预测，全世界煤炭只能用220年，油气开采峰值位于201