光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-11 11:56:19 本頁(yè)面
【正文】 的核心 ，MCS51系列中各種型號(hào)芯片的引腳是相互兼容的。33交流側(cè)過(guò)電流檢測(cè)電路如圖33為交流側(cè)過(guò)電流檢測(cè)電路。32直流側(cè)過(guò)電壓檢測(cè)采集Boost電路中電容C兩側(cè)的電壓值，經(jīng)電阻接入比較器的“”端。驅(qū)動(dòng)電路的主要作用是：當(dāng)電壓不正常時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生50HZ兩路矩形脈沖電壓，這兩路矩形脈沖電壓相位相差1800,分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)IGBT。假設(shè)日照強(qiáng)度為1000W／m2時(shí)，系統(tǒng)工作點(diǎn)U1在U2左邊，對(duì)應(yīng)功率為P1Pm，系統(tǒng)判斷電壓應(yīng)增加擾動(dòng)量U2=U1+△U，就在這時(shí)云層經(jīng)過(guò)，光 圖211擾動(dòng)法的控制流程圖強(qiáng)急劇減少為200W／m2。于是回到這種情形：P3=P1P2(假設(shè)環(huán)境暫時(shí)不發(fā)生改變)，將導(dǎo)致電壓繼續(xù)減小到U4，使得P4 P3，系統(tǒng)才改變調(diào)整方向。如圖212，Um是對(duì)應(yīng)于Pm的工作電壓。在實(shí)際應(yīng)用中，也可以通過(guò)調(diào)節(jié)占空比來(lái)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓，使系統(tǒng)有最大功率點(diǎn)輸出。寄存器存放每一周期礬肋調(diào)整值。但忽略了溫度對(duì)陣列最大功率點(diǎn)電壓的影響，控制精度差，特別是對(duì)于早晚和四季溫差變化劇烈的地區(qū)；必須人工干預(yù)才能良好運(yùn)行，更難以預(yù)料風(fēng)、沙等的缺點(diǎn)。這說(shuō)明陣列的最大功率輸出點(diǎn)大致對(duì)應(yīng)于某個(gè)恒定電壓，這就大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)MPPT的控制設(shè)計(jì)，即僅需從生產(chǎn)廠商處獲得U數(shù)據(jù)，并使陣列的輸出電壓鉗位于U值即可。根據(jù)前面的太陽(yáng)能電池陣列的輸出特性功率一電壓曲線，可知當(dāng)陣列工作電壓小于最大功率點(diǎn)電壓時(shí)，陣列輸出功率隨太陽(yáng)能電池端電壓上升而增加：當(dāng)陣列工作電壓大于最大功率點(diǎn)電壓U時(shí)，陣列輸出功率隨輸出電壓上升而減少。另外需要特別指出的是，以上的計(jì)算是建立在額定輸出電壓，即VN=220V的基礎(chǔ)上，考慮到實(shí)際情況下網(wǎng)壓的波動(dòng)范圍，在設(shè)計(jì)電感時(shí)最終可選取電感值Lf=9mH.(2)開關(guān)管的選取逆變電源的主功率元件的選擇至關(guān)重要，目前使用較多的功率元件有達(dá)林頓功率晶體管(BJT)，功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)，絕緣柵極晶體管(IGBT)和可關(guān)斷晶閘管(GTO)等，在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為MOSFET，因?yàn)镸OSFET具有較低的通態(tài)壓降和較高的開關(guān)頻率，在高壓大容量系統(tǒng)中一般均采用IGBT模塊，這是因?yàn)镸OSFET隨著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大，而IGBT在中容量系統(tǒng)中占有較大的優(yōu)勢(shì)，而在特大容量(100kVA以上)系統(tǒng)中，一般均采用GTO作為功率元件。因而，電感值選取的合適與否直接影響電路的工作性能。則和占空比有如下關(guān)系 (25)因此式（24）可表示為 (26)升壓斬波電路之所以能是輸出電壓高于電源電壓，關(guān)鍵有兩個(gè)因素：一是電感L儲(chǔ)存的能量之后具有使電壓泵升的作用，二是電容C可將輸出電壓保持住。設(shè)V處于斷態(tài)時(shí)E和L共同向電容C充電并向負(fù)載R提供能量。 ab29升壓斬波電路的工作原理圖升壓斬波電路的原理圖及工作波形如圖29所示。DClink的作用除了連接DCDC變換器和DCAC逆變器，還實(shí)現(xiàn)了功率的傳遞。 并網(wǎng)逆變 并網(wǎng)逆變器結(jié)構(gòu)如圖21所示，該電路結(jié)構(gòu)由工頻或者高頻逆變器、工頻變壓器以及輸入、輸出濾波器構(gòu)成。脈沖越窄則其輸出響應(yīng)波形差異也越小。和UNN的波形圖 逆變器的SPWM控制技術(shù) PWM技術(shù)的理論基礎(chǔ)是面積等效原理，即沖量(面積)相等而形狀不同的窄脈 沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果(環(huán)節(jié)的輸出響應(yīng)波形)基本相同。頻率三倍的矩形波。 +UWN 39。 +UWN 39。的波形 設(shè)負(fù)載中性點(diǎn)N和直流電源假想中性點(diǎn)之間的電壓為UNN 39。、UwN 39。Ud/2的矩形波。=Ud/2，當(dāng)V4導(dǎo)電時(shí)，UuN 39。 圖22 單相橋式逆變電路 圖23 單相橋式逆變電路的輸出電壓波形 逆變器的逆變傳統(tǒng)技術(shù)在三相逆變電路中，應(yīng)用最多的是三相橋式逆變電路。 逆變器的電路原理 為了設(shè)計(jì)并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)，必須先介紹逆變器的電路原理以圖22的單相橋式逆變電路為例說(shuō)明最基本的逆變工作原理。為了實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)與高校正開始做相關(guān)方面的研究，且均為示范系統(tǒng)，還沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為推動(dòng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的普及應(yīng)用，自主研發(fā)光伏并網(wǎng)逆變器控制系是我們長(zhǎng)期致力于研究的課題面對(duì)今天日益嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)，為了人類的生存和發(fā)展迫切需要我們?nèi)ふ倚碌奶娲茉矗?yáng)能便是我們理想的發(fā)展方向，它為我們提供干凈、來(lái)源廣泛可靠、無(wú)污染的清潔能源，為解決全球面對(duì)的諸多環(huán)境問(wèn)題帶了十分理想的解決方式。進(jìn)行光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的研究對(duì)于解決全球日益面臨的能源危機(jī)有深遠(yuǎn)的意義，不但可以在技術(shù)上進(jìn)一步取得完善，取得工程經(jīng)驗(yàn)，而且可以確定其經(jīng)濟(jì)的可行性，光伏發(fā)電只有進(jìn)入電力規(guī)模的應(yīng)用，才能真正對(duì)于緩解能源緊張和抑制環(huán)境污染起到積極作用，光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)研究的重點(diǎn)應(yīng)該放到并網(wǎng)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)政策研究和具有商業(yè)化前景的實(shí)用技術(shù)上。“八五”和“九五”期間把“光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)”列入了“國(guó)家科技公關(guān)計(jì)劃”，在深圳和北京分別建成了一些光伏屋頂并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的示范工程。 我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌和蓬勃發(fā)張時(shí)期，但能源問(wèn)題嚴(yán)峻，城市中由于大量使用化石能源，環(huán)境持續(xù)惡化。美國(guó)政府最早制定光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)劃，能源部和有關(guān)州政府制定了光伏發(fā)電的財(cái)政補(bǔ)貼政策，總光伏安裝是已達(dá)到3000兆瓦以上，連續(xù)三年光伏產(chǎn)業(yè)均以高于30%的年增長(zhǎng)率上升；新任總統(tǒng)奧巴馬更是把發(fā)展大規(guī)模分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為其新能源的重要組成提上議程。目前國(guó)外光伏并網(wǎng)你變氣產(chǎn)品的研發(fā)主要集中在最大功率跟蹤和逆變環(huán)節(jié)集成的單機(jī)能量變換上，功率主要為幾百瓦到五千瓦的范圍，控制電路主要采用數(shù)字控制，注意系統(tǒng)的安全性、可靠性和擴(kuò)展性，具備有各種完善的保護(hù)電路。利用光生伏打效應(yīng)制成的太陽(yáng)能電池，可將太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)換成為電能。另外對(duì)主電路中各元件參數(shù)的選取、系統(tǒng)最大功率跟蹤方法做了詳細(xì)的分析。而連接光伏陣列和電網(wǎng)的光伏并網(wǎng)逆變器便是整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵。本科畢業(yè)論文 光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變控器制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)THE RESERCH ON PHOTO VOLTAIC GRIICONNECTED INVERTER34摘要 3第一章 緒論 4 4 5第二章 光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變控制系統(tǒng)的理論分析.................................................................7 7 8 逆變器的電路原理 8 逆變器的逆變傳統(tǒng)技術(shù) 8 逆變器的SPWM控制技術(shù) ..................................................................................10 并網(wǎng)逆變 11 電路結(jié)構(gòu) 11 系統(tǒng)的總體方案 11 前級(jí)boost電路的工作原理 11 13 15 17第三章 硬件電路 19第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 基于AT89C51的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 系統(tǒng)的主程序流程圖 24 24 27參考文獻(xiàn) 31摘要世界環(huán)境的日益惡化和傳統(tǒng)能源的日漸枯竭，促使了對(duì)新能源的開發(fā)和發(fā)展。本文根據(jù)逆變器結(jié)構(gòu)以及光伏發(fā)電陣列特點(diǎn)，提出
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