【正文】 光伏離網(wǎng)逆變器中逆變電路的設(shè)計 摘 要 由于近年來不可再生能源的不斷消耗，能源危機日益凸顯，各國都在加緊開發(fā)新能源。 太陽能 發(fā)電作為一種全新的電能生產(chǎn)方式 ，具有清潔無污染、來源永不衰竭且維護措施簡單等特點， 因而 受到越來越廣泛的關(guān)注。 本 文針對太陽能應(yīng)用的一個重要研究領(lǐng)域 —— 光伏發(fā)電系統(tǒng)，尤其是小功率光伏 離網(wǎng) 發(fā)電系統(tǒng)， 設(shè)計實現(xiàn)了基于 DSP 控制的光伏離網(wǎng)逆變器逆變電路部分的硬件電路。 論文首先介紹了太陽能光伏發(fā)電的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了利用 DSP 控制光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的基本原理。然后提出了以逆變器 DC/AC 變換技術(shù)為核心的光伏離網(wǎng)逆變器的硬件電路設(shè)計方案，并在 Matlab 軟件上進行了仿真測試。 關(guān)鍵詞：光伏離網(wǎng)；逆變器 ； DSP； Matlab 仿真 The design of inverter circuit in off grid photovoltaic inverter Abstract In recent years, with the continuous consumption of nonrenewable energy, the energy crisis has bee increasingly prominent, countries are stepping up the pace to develop new energy. Solar power, as a new energy production methods, owns many features, such as, clean, nonpolluting, never failure of source and simple maintenance measures, and thus draws more and more this paper, as for an important research field of solar energy applicationsphotovoltaic systems, especially low power photovoltaic off grid power generation system, design and achieve the hardware circuit of inverter circuit in photovoltaic off grid inverter based on DSP control. The paper firstly described the development of photovoltaic power generation in the world, and explained the basic principles of DSP controlled photovoltaic off grid objective of toff grid inverter with the core of DC / AC conversion technology inverter hardware circuit is designed and its simulation tests on the Matlab software is proceeded. Key words: off grid photovoltaic。 inverter。 DSP。 Matlab simulation 目錄 摘要 ..................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ABSTRACT................................................. 錯誤 !未定義書簽。 1緒論 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 本課題的意義 ....................................... 錯誤 !未定義書簽。 太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀 ............................... 錯誤 !未定義書簽。 太陽能光伏發(fā)電的概述 ................................................ 8 本課題的內(nèi)容和設(shè)計要求 ............................................... 2光伏發(fā)電系統(tǒng) ............................................................. 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成 ................................................... 光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類 ................................................... 3光伏電池 ................................................................. 光伏電池的工作原理 ................................................... 光伏電池的分類 ....................................................... 基于 DSP 的控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 ........................................... DSP 概述 ......................................................... DSP 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ............................................. 4主電路拓撲及電路主要參數(shù)設(shè)計 ............................................. 主電路拓撲 ........................................................... DCDC 部分的電路拓撲 ................................................. 功率開光管的緩沖電路的設(shè)計 DCAC（逆變）部分的電路的拓撲 5 系統(tǒng)軟件的構(gòu)架 ..................................................... 系統(tǒng)的控制方式 PI算法的程序框圖 ............................................................. PI控制程序框圖 ............................................................... SPWM波的生成 ................................................................. 6 采樣電路 ................................................................. 直流電壓電流采樣電路 ............................................... 交流電壓與頻率的采樣 ............................................. 34 第四章 光伏并網(wǎng)逆變器仿真測試 .............................................. 結(jié)論 ....................................................................... 參考文獻 ................................................................... 致謝 ....................................................................... 附圖 ....................................................................... 1 引 論 太陽能應(yīng)用的背景 伴隨著傳統(tǒng)的能源資源不斷枯竭，環(huán)境污染造成全球變暖的最嚴重的問題，制約著社會的可持續(xù)發(fā)展。對于全世界的能源需求的增長使能源資源已經(jīng)成為了世界上最重要的戰(zhàn)略物資。因此，發(fā)展可再生能源是全球未來的能源發(fā)展的必由之路。在中國水電和風(fēng)力發(fā)電已成為商業(yè)發(fā)電，但他們的資源是有限的，他們不可能即使利用所有的資源滿足未來的需求。 光伏發(fā)電，是一種取之不盡的無限量的能源，可以直接將太陽光轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種重要的解決問題，如能源危機和環(huán)境保護。技術(shù)相關(guān)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)通過了世界廣泛的研究并已經(jīng)取得了很大進展。盡管中國的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的研究開始不久，但中國有豐富的太陽能資源。通過上述分析，在能源需求急劇增加而其他能源日益緊張的背景下，太陽能作為一種取之不盡的、無污染的可再生能源已經(jīng)成為當(dāng)今最熱門的能源開發(fā)應(yīng)用的課程之一，它必將是21世紀最重要的能源之一。因此對光伏發(fā)電設(shè)計具有巨大應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。因此，將來光伏發(fā)電系 統(tǒng)的發(fā)展前景會很樂觀。同時對于目前的一些能源問題，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)都可以很好的解決，這將會對我們社會所面臨的能源問題做出相當(dāng)大的貢獻。 光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀和意義 國內(nèi)光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀 中國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了非常奇怪的“兩頭在外”現(xiàn)象，即 90%的原材料依賴進口，而 90%的光伏產(chǎn)品卻進入了國際市場。光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也相對緩慢，各種光伏材料的發(fā)展都相對落后。 1958 年開始對太陽能光伏電池進行研究，并于 1971 年將光伏電池成功應(yīng)用于東方紅 2號衛(wèi)星； 1973 年開始太陽能光伏電池的地面應(yīng)用研究；從 20 世紀 70 年代初到 80年代末，由于成本高，太陽電池在地面的應(yīng)用非常有限。 20世紀 90 年代以后，隨著成本的降低，太陽電池產(chǎn)量迅速增長，太陽電池開始向工業(yè)領(lǐng)域和農(nóng)村電氣化應(yīng)用發(fā)展，市場穩(wěn)步擴大。國家和地方政府 開始制訂光伏計劃。 20xx 年，國家發(fā)改委啟動了“送電到鄉(xiāng)”項目，使得中國的光伏市場迅速增長，總裝機容量從 20xx 年的 23． 5 MW 迅速增長到20xx 年的 45 MW，至 20xx 年達到 55 MW。 20xx～ 20xx 年，受德國市場的巨大需求影響，國內(nèi)光伏企業(yè)的產(chǎn)能迅速擴展，產(chǎn)量迅速增長。 20xx 年，電池產(chǎn)量約150 MW，組件產(chǎn)量約 284 MW，國內(nèi)安裝量約 5 MW，累計安裝量 70 MW。近年來，隨著環(huán)境問題日益突出，綠色發(fā)展理念逐漸深入人心，全球經(jīng)濟的發(fā)展方向和導(dǎo)航標已然轉(zhuǎn)向低碳經(jīng)濟，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)受到世界各 國的重視。目前我國已經(jīng)形成了完整的太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)了解，隨著國內(nèi)太陽能光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用及快速發(fā)展，其上游的多晶硅大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)已日趨成熟，尤其是從國內(nèi)及全球現(xiàn)有生產(chǎn)工藝水平看，已可實現(xiàn)整個多晶硅生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈和系統(tǒng)內(nèi)部的封閉運行，從而接近零排放水平。我國太陽能光伏電池的年產(chǎn)量約為 3MW 生產(chǎn)能力約為 58MW，累計用量約為 15MW，同國外相比有很大差距 !光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，水平低，生產(chǎn)成本高，市場培育遲緩，其總體水平落后國外約 15 年。我國 “十二五”規(guī)劃綱要提出，要大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保、新能源 等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，新能源產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電、生物質(zhì)能等，解決 600萬人 (即無電人口的 10%)的用電問題等目標 !這給光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)提供了前所未有的市場和發(fā)展機會 [2]。 我國光伏發(fā)電的重點項目： (1)我國“光明工程”計劃 由國家發(fā)展計劃委員會牽頭制定的“中國光明工程”計劃，籌集 l00 億元，計劃到 20xx 年利用風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)解決 2300 萬邊遠地區(qū)人口的生活、