光伏发电并网逆变器控制器系统的设计【毕业论文】

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1、本科毕业论文光伏发电并网逆变控器制系统的设计THERESERCHONPHOTOVOLTAICGRII-CONNECTEDINVERTER题目光伏发电并网逆变控制器系统的设计学生姓名学号系别专业电气工程及其自动化届别2012指导教师职称32摘要3第一章绪论41.1光伏发电并网逆变器的研究背景及现状41.2光伏发电并网逆变器研究的目的5第二章光伏发电并网逆变控制系统的理论分析.................................................................72.1太阳能发电并网系统总拓扑图72.2逆变器的

2、电路原理82.2.1逆变器的电路原理82.2.2逆变器的逆变传统技术82.2.3逆变器的SPWM控制技术..................................................................................102.3并网逆变112.3.1电路结构112.3.2系统的总体方案112.3.3前级boost电路的工作原理112.3.4主电路参数的选取132.2.5光伏系统最大功率跟踪的方法152.3.6逆变器驱动电路17第三章硬件电路19第四章系统软件设计214.1基于AT89C51的系统软件

3、设计214.2系统的主程序流程图244.3逆变控制程序设计244.4中断和键盘子程序设计27参考文献3132摘要世界环境的日益恶化和传统能源的日渐枯竭，促使了对新能源的开发和发展。具有可持续发展的太阳能资源受到了各国的重视，各国相继出台的新能源法对太阳能发展起到推波助澜的作用。其中，光伏并网发电具有深远的理论价值和现实意义，仅在过去五年，光伏并网电站安装总量已达到数千兆瓦。而连接光伏阵列和电网的光伏并网逆变器便是整个光伏并网发电系统的关键。本文根据逆变器结构以及光伏发电阵列特点，提出了基于DC-DC和DC-AC两级并网逆变器的结构。基于DC-DC和

4、DC-AC电路的相对独立性，分别对DC-DC和DC-AC进行了分析，重点分析了DC-AC的工作原理。并网逆变控制器设计是本文的重点，包括逆变器驱动电路的设计、逆变器驱动电路的软件编程以及并网过程中直流侧欠电压、直流侧过电压、交流侧电流等硬件电路的设计。另外对主电路中各元件参数的选取、系统最大功率跟踪方法做了详细的分析。为类似结构的光伏并网逆变器提供了设计参考。关键词太阳能；光伏并网；逆变器；最大功率点跟踪32第一章绪论光伏发电并网逆变器的研究背景及现状太阳能的转换利用方式有光-热转换、光-电转换和光-化学转换三种形式。光伏发电是将太阳的光能转换为电

5、能的一种发电形式。利用光生伏打效应制成的太阳能电池，可将太阳的光能直接转、转换成为电能。表1-2为光伏发电历史现状。年份事件1839法国物理学家A.E.贝克勒尔发现“光生伏打效应”（photovoltaiceffect）1880CharlesFrits开发出以硒为基础的光伏电池1954贝尔实验室做出了光电转换效率为5%的单晶硅光伏电池1961硅光伏电池技术研究重点为提高抗辐射能力和降低城北方面1972研制出用于空间的单晶硅光伏电池1976诺贝尔奖获得者莫特教授提出了非光品硅光伏电池1980世界光伏技术产业迅速发展起来1883美国建成1MW光伏电站1

6、986美国建成6.5MW光伏电站1990德国提出“2000光伏屋顶计划”，每个家庭的屋顶安装3-5KW光伏电池；日本提出“新阳光计划”，到2010年将生产43亿兆瓦光伏电池1995高效聚光砷化镓电池效率达到32%1997美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”，并计划在2020年完成；多晶硅光伏电池总产量第一次超过单晶硅光伏电池1999日本太阳能电池总产量第一次超过美国居世界首位，其中85%用于太阳能光伏构建集成2000世界光伏电池总产量达到287MW；欧洲计划到2010年生产60亿W光伏电池；日本三洋公司研制的太阳能效率超过212005近5年的世

7、界光伏电池产量年均增长速度超过40%，晶体硅太阳能电池产量占世界太阳能电池产量的90%以上32国外并网型逆变器已经是一种比较成熟的市场产品，例如在欧洲光伏专用逆变器市场中就有SMA、Fronius、Sputnik、SunPower和西门子等众多的公司具有市场化的产品，其中SMA在欧洲市场中占有的50%的份额。除欧洲外，美国、加拿大、澳大利亚、新西兰以及日本在并网逆变器方面也都已经产品化。目前国外光伏并网你变气产品的研发主要集中在最大功率跟踪和逆变环节集成的单机能量变换上，功率主要为几百瓦到五千瓦的范围，控制电路主要采用数字控制，注意系统的安全性、可

8、靠性和扩展性，具备有各种完善的保护电路。国内对并网逆变器的研究比较多的采用最大功率跟踪额逆变部分相分离的两级能量变换结构，