基于dsp的单相光伏并网逆变器的研究与设计

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1、学校代号10532学号S12093024分类号TP23密级公开硕士学位论文基于DSP的单相光伏并网逆变器的研究与设计学位申请人姓名荣洪凯培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称全惠敏副教授学科专业电子科学与技术研究方向电力电子变流技术及应用论文提交日期2015年4月16日学校代号：10532学号：S12093024密级：公开湖南大学硕士学位论文基于DSP的单相光伏并网逆变器的研究与设计学位申请人姓名：荣洪凯导师姓名及职称：全惠敏副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电子科学与技术论文提交日期：2015年4月16日论文答辩日期：2015年5月

2、19日答辩委员会主席：刘宏立教授TheResearchandDesignoftheSinglePhasePhotovoltaicGrid-connectedInverterSystemBasedonDSPbyRONGHongkaiB.E.(HenanUniversityOfUrbanConstruction)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectronicScienceandTechnolo

3、gyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorQUANHuiminApril,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所。取得的研究成果除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；巧日期：７冶少年＾月！日專学位论文版权使用授权书本学位

4、论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密４。＂（请在上相应方框内打、：作者签名：、期＾化年月日多抓日７／率导师签名日期：年／月日％ｆ）氏义基于DSP的单相光伏并网逆变器的研究与设计摘要能源短缺以及使用传统能源带来的环境污

5、染成为我国面临的双重压力，严重制约着我国经济社会的可持续发展。为此，需要研究新型可再生能源来替代传统化石燃料，以改善能源结构和保护环境，从而满足人类对物质文化和能源的需求。与传统能源相比，太阳能分布普遍、资源无限。随着光伏发电成本下降和相关技术的不断改进，光伏发电成为新能源研究的主要方向。作为光伏发电系统的核心部件，并网逆变器对整个系统的性能具有重要意义。基于上述背景，本文以单相光伏并网逆变器为研究对象，对逆变器的拓扑结构、工作原理、控制策略、硬件电路和软件程序设计等进行了深入研究。首先介绍了课题研究背景和意义，通过分析比较各种拓扑结构性能，选择

6、了Boost+单相全桥的两级式非隔离结构，详细分析了Boost电路和单相全桥电路的工作原理。对系统所用控制策略进行了分析。Boost升压电路和单相全桥电路进行了独立设计，逆变部分采用直流电压外环和电感电流内环的控制方式。通过分析比较PI控制和重复控制的优缺点，本文采用了基于电网电压前馈的PI+重复控制的复合控制来调节电流环，在simulink中建立该复合控制模型，仿真表明复合控制能较快实现电流跟踪，且其波形畸变率较小。分析了光伏电池模型及其工作原理，结合其输出特性曲线分析比较了三种常用最大功率跟踪（MPPT）算法，最后提出了变步长扰动观察法，并在

7、simulink中搭建模型进行了仿真验证。根据系统性能要求，设计了并网逆变器的硬件电路和软件程序。硬件电路包括逆变主电路、DSP最小系统、采样调理电路和功率管驱动放大电路等；软件采用主程序+中断方式，中断包括定时器中断子程序、AD采样子程序、捕获中断子程序等。最后，根据整体研究成果，研制了一台基于TMS320F2812控制器的1KW单相光伏并网逆变器样机，给出了部分测试波形。关键词：光伏发电；逆变器；PI+重复控制；最大功率跟踪；TMS320F2812-II-硕士学位论文AbstractEnergyshortageandenvironmentpo

8、llutionbecauseofusingoftraditionalfossilenergyhavebecomedoubleburden