基于模糊自整定pi双闭环控制的太阳能逆变电源的研制

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1、武汉理：f：大学硕十学位论文摘要在独立供电光伏发电系统中，逆变电源是系统中唯一一级能量变换装曼，其效率的高低、可靠性的好坏将直接影响系统的性能和投资。本文探讨了一套完整的光伏独立供电系统的设计方法，并重点研究了逆变电源的软硬件设计。系统硬件部分主要包括光伏阵列、蓄电池、蓄电池充放电控制电路、推挽变换器、全桥逆变器、输出电压校正环节、SPWM信号的驱动等。光伏阵列的输出功率采用最大功率点跟踪控制策略，通过改变当前的阻抗情况来满足最大功率输出的要求。将蓄电池的24V直流电转变成220V交流电。功率开关器件采用VMOSFET管，它输入的直流电压转变成脉宽调制的交流电压，然

2、后利用推挽变压器转换成310V直流电，最后由全桥变换器把高压直流逆变成所需的交流电，通过检测输出电压，将采样信号送入控制电路，并采用了高性能的DSP控制芯片TMS320F2812以实现SPWM信号的产生以及模糊控制算法等功能。分析和仿真结果相符，从而为逆变电源的软件研究打下了基础。软件部分主要研究了模糊自整定PI双闭环控制算法。从逆变电源输出特性的理论分析入手，根据逆变电源的数学模型，建立了单相SPWM逆变电源完整的MATLAB仿真模型。为了获得高性能的逆变电源，依据所建立的数学模型和仿真模型，提出了新型的单相逆变电源的设计方案：模糊自整定PI双闭环控制设计方案。从

3、大量的仿真结果中可以看出输出电压波形具有较低的总谐波畸变率(THD)，同时还获得了良好的稳态和动态特性。关键词：逆变电源，光伏，蓄电池，模糊控制武汉理r大学硕士学位论文ABSTRACTTheinverteristheonlyonepowerconverterstageofgrid-connectedPVstation，whoseefficiencyandreliabilitywillinfluencetheperformanceofthewholesystem．Thispaperresearchonanintegratedschemeofdesignphotovol

4、taicindependentsystem，andmainlyrcsearchonthedesignmethodofsoftwareandhardwaresystemofinverterpowersupply．Thehardwaresystemincludepush—pulltopologyframe．full-bridgeinverter,outputvoltagecompensationmethodsanddrivingunitsofSPWMsignals．Achievedthetruemaximpowerpointtraceofsolararraybyadap

5、tinganimprovedMPPTcontr01．whichtracethecurrentresistance．ThepowerswitchVMOSFETtransfonTiStheinputvoltageDCintoPWM．theACvoltageisraisedbypushpulltopologyframeandhigllfrequencytransformcr,thenrectifiedinto310Vhi譬llvoltageDC，andatlastthehi【gllvoltageDCisinvertedintoACbyfIlllbridgeconverte

6、r．Thelli曲peffermanceDSPmic：rocontrollerTMS320砣812isffsedtoimplementoftheproducingofSPWMsignals，thesampleofoutputvoltagesignals，thefuzzycontrolalgorithm．Throughtestingthisequipment，itcouldbcprovedthatthistopologyhasreallysatisfiedwiththerequestofefficiencyandreliabilityforgrid-connected

7、PVstation．ThesoftwaresystemincludesthealgorithmofdoublecloseloopbasedonfuzzyselftuningPI．First，withthetheoryanalysisoftheoutputcharacteristicofinverter,thepapersetuDcompleteMATLABsimulationmodelofsinglephaseSPWMinvel"terbasingonthemathematicmodelofinverter．Second，inordertogethighcapa