基于滤波反步法的光伏并网逆变器-研究与设计

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1、目录3．5．3两种并网控制方法仿真结果对比及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29第4章单相光伏并网逆变器样机设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．304．1硬件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．304．1．1主控制器的选型与设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯304．1．2直流侧滤波电容的选取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l4．1．3输出端LCL滤波电路参数设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．324．1．4开关管驱动电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3

2、34．1．5电压和电流采样电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．1．6保护电路设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．1．7辅助电源设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯364．2软件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．394．2．1AD采样信号的FIR数字滤波设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯394．2．2二阶低通滤波器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯414．2．3滤波反步法设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424

3、．2．4SPWM波的生成⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～43第5章实验结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．465．1开关管驱动电路的测试结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．465．2逆变器输出电流同步效果的测试结果及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．48第6章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．516．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5l6．2工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52攻读学位期间参与的课题研究及取得的研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．56V第1章绪论能源是人类社会经济、文化活动的动力源泉，在当今世界的能源结构中，人类所用的能源主要是煤炭、石油、天然气等化石燃料。随着人类社会经济的发展，人口的增加，化石燃料的消耗日益剧增，由化石燃料燃烧导致的环境污染也日益严重。人类要实现可持续发展，就必须解决未来的能源

5、问题。1．1研究背景及意义无论是不断加剧的能源危机，还是由于大量化石燃料燃烧造成的环境问题都影响着社会的发展，同时给人类敲响了警钟。地球上的化石燃料不是无穷无尽的，大自然的自我修复能力也是有限的，因此迫切需要开发新型的可再生能源，如太阳能、风能、潮汐能等，为将来的发展提供保障【卜31。太阳能是一种分布广泛、能量巨大、清洁环保的可再生能源。近年来，太阳能的利用已经得到了较快的发展，其中光伏发电是太阳能利用的最主要方式。光伏发电技术发展十分迅速，其发电效率和稳定性都明显提高，光伏发电的系统成本也在不断下降。光伏发电相对于其他可再生能源如风能、核能、潮汐

6、能、生物质能等发电技术，具有明显的优势【4．9J：(1)能量来源丰富：太阳广泛地照射在地球上，基本不受地域限制，是真正意义上的一种取之不尽、用之不竭的能量。据统计，地球表面一年可以获得的太阳辐射能量是地球上全部化石燃料燃烧产生热量的一万倍。同时，作为太阳能电池的主要原料硅材料在地壳上储量也十分丰富。(2)清洁环保：光伏发电过程中不排放任何废气、废水，是最为清洁的能源之一。(3)使用寿命长：太阳能电池性能稳定、可靠、安全性高，其使用寿命可达30年之久，因此光伏发电系统可以实现长久的使用。(4)安装简易：光伏发电系统的各个部分均易于实现模块化设计，可以

7、根据实际需求选择光伏发电系统功率大小，建设时间短，安装简单。正是由于光伏发电的这些优点，光伏发电不仅运用到传统的大型发电站，如图1—1中的大丰光伏发电站，而且运用到越来越多的百姓家中，如图1．2中的小型家庭式屋顶光伏发电。第1章绪论图1．1大丰光伏发电站图1．2小型家庭式屋顶光伏发电1．2国内外光伏发电发展现状1．2．1国外光伏发电的发展现状随着光伏发电技术的不断完善，以及各国家政府的大力扶持，全球的光伏发电产业在不断的高速发展，其中以美国、日本和德国为首的大部分发达国家发展最为突出【10-12】。美国在20世纪80年代初就开始实施PVUtilit

8、yScaleApplication(PUSA)计划，并在90年代末提出了“百万屋顶”计划，该计划在当时已提前完成，光伏发电