光伏逆变并网模拟装置【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）光伏逆变并网模拟装置27摘　要【摘要】本设计基于电压桥式逆变及光伏并网原理，以单片机最小系统为控制模块，用直流稳压电源和电阻模拟光伏电池，实现了光伏发电并网模拟系统的设计。系统由模拟光伏电池，DC-AC逆变电路，LC滤波电路，控制电路，取样测量电路等模块构成。在60V直流电源的供电下，系统具有最大功率点跟踪（MPPT）功能；当模拟电网频率及幅值改变时，系统能够跟踪模拟电网电压的频率及相位；当“光伏电池”内阻等于负载电阻时，DC-AC变换器的效率≥80%，输出电压失真度THD≤1%。而且系统具有欠压，过压及

2、过流保护，当故障排除后，装置能够自动恢复到正常工作状态；单片机最小系统配合ZLG7289显示模块能够实时显示输出电压，电流及功率的大小。【关键词】光伏；电压桥式逆变；MPPT；并网27Abstract【ABSTRACT】Thisdesignisbasedonvoltage-bridgeinverterandgrid-connectedsolarprinciple,thesmallestsingle-chipmicrocomputersystemforthecontrolmodule,withtheDCpowersupplyan

3、dresistorsimulationphotovoltaiccellstoachieveasimulationgridPVsystemdesign.Systemconsistsofsimulationofphotovoltaiccells,DC-ACinvertercircuit,LCfiltercircuit,controlcircuit,sampling,measuringcircuitmodule.Inthe60VDCpowersupply,thesystemhasamaximumpowerpointtracking(

4、MPPT)function;Whenthesimulationgridfrequencyandamplitudechanges,thesystemcantracktheanaloglinevoltagefrequencyandphase;as"photovoltaiccell"resistanceisequaltotheloadresistor,DC-ACconverterefficiencyof≥80%,theoutputvoltagedistortionTHD≤1%.Andthesystemhasundervoltage,

5、overvoltageandovercurrentprotection,whentroubleshooting,thedevicecanautomaticallyreturntonormalworkingcondition;microcontrollerswithZLG7289canreal-timedisplayoutputvoltage,currentandpowersize.【KEYWORDS】Photovoltaic;voltagebridgeinverter;MPPT;grid27目录摘　要IIAbstractIII

6、1前言11.1选题背景11.2光伏发电系统的组成11.3逆变器的分类21.4逆变器的性能指标21.5研究历史与研究现状31.6发展动向和趋势41.7研究意义41.8本课题研究的基本内容和拟解决的问题42方案论证52.1硬件电路方案论证52.1.1控制电路的选择52.1.2最大功率点跟踪（MPPT）模块的设计62.1.3DC-AC变换器方案论证72.1.4SPWM波发生模块论证72.1.5电流电压的取样方案82.2理论分析与计算92.2.1MPPT的控制方法和参数计算92.2.2同频同相的控制方法和参数计算102.2.3滤波参数

7、的计算103系统硬件设计123.1控制电路设计123.2逆变电压（Ud）采样电路123.3SPWM波形发生电路133.4反馈检测电路设计143.4.1电压峰值检测电路143.4.2电流电压转换电路143.4.3过流信号产生电路143.4.4电压信号整形电路153.4.5逆变主电路和驱动电路153.5FPGA内部电路设计163.5.1频率测量模块的实现173.5.2频率跟踪模块的实现184系统软件设计214.1系统总体软件流程图214.2MPPT调节算法214.3保护程序控制算法225测试方案与测试结果235.1测试方案235.

8、2测试仪器235.3测试数据235.3.1最大功率点跟踪测试23275.3.2频率跟踪功能测试245.3.3相位跟踪功能测试245.3.4转换器效率测试245.3.5失真度测试255.3.6欠压过流保护测试255.4误差分析256结束语26参考文献27271前言1.1选题背景