【正文】 對效率的影響更大，于是電路拓撲朝著單級無隔離式發(fā)展。從而大大增加系統(tǒng)的運行可靠性。當(dāng)日落時，群控器發(fā)出命令，逐臺退出逆變器。 (a)多方陣組合式 （b）多方陣協(xié)作式多方陣組合式拓撲：由若干個太陽能電池方陣經(jīng)過各自的DCDC環(huán)節(jié)輸出到同一條直流母線上，作為同一個逆變器的輸入。因此在一般性的分析中 ， 項可以忽略。因此，研究光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)具有廣闊的前景和實際的經(jīng)濟價值。截止到2009年年底?？傊S著光伏發(fā)電成本的下降，實現(xiàn)平價上網(wǎng)已經(jīng)為期不遠了。據(jù)統(tǒng)計，到2010年?？稍偕茉从?，比如太陽能、風(fēng)能、燃料電池、潮汐能、生物能、地?zé)崮艿鹊?。這樣就可以可以靈活應(yīng)用再各種場合。但是，現(xiàn)在國內(nèi)光伏電站的并網(wǎng)逆變器絕大多數(shù)從德國采購，而其產(chǎn)品價格高于德國企業(yè)在本國的售價。 PV目 錄引 言 11 緒 論 2 課題的背景及意義 2 光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù) 3 光伏電池的模型 3 光伏發(fā)電并網(wǎng)功率變換技術(shù) 3 光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù) 5 本文的主要任務(wù) 62 方案設(shè)計 7 本次設(shè)計的具體要求 7 方案的提出 7 方案控制策略 93 硬件設(shè)計 10 主控芯片介紹 10 逆變主電路的設(shè)計 14 電壓型逆變電路 14 電流型逆變電路 15 主逆變電路設(shè)計分析 17 SPWM發(fā)生電路 18 SPWM調(diào)制方式 18 關(guān)于SPWM的開關(guān)頻率 20 SPWM發(fā)生電路 20 SPWM驅(qū)動電路 20 過零檢測電路 22 AD采樣電路 234 軟件設(shè)計 25 主程序 25 鎖相環(huán)控制算法的實現(xiàn) 26 鎖相環(huán)控制原理 26 鎖相環(huán)的實現(xiàn) 28 MPPT控制實現(xiàn) 29 MPPT跟蹤方法 29 擾動觀察算法法的實現(xiàn) 33 SPWM的算法實現(xiàn) 34 SPWM算法 34 SPWM等面積法算法的實現(xiàn) 36 AD采樣及過流、過壓保護 375 系統(tǒng)制作及調(diào)試 39 硬件調(diào)試 39 軟件調(diào)試 396 結(jié)論 41謝 辭 42參考文獻： 43附 錄 44附錄A 44附錄B 45附錄C 46 第 51 頁 共 50 頁引 言低壓直流并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)是針對光伏并網(wǎng)發(fā)電而進行研究的的技術(shù)。s very important part that the techniques of maximum power point tracking andislanding protecting,but also the technique for inverter to connected with grid are discussed at undervoltage and overcurrent protectiont of inerter is based on the application of digital sampling.Finally,a sample gridconnected photovoltaic generator is designed,which is controlled by experimental result proves the feasibility andreliability of the system,and lay the foundation for further study.Keywords: SPWM control。s total installed capacity of photovoltaic power generation is only 300MW. Shows that China is still in the initial stages of photovoltaic power generation, photovoltaic power generation technology research and development of great significance and economic value. This peper is reviewed the development history of grid conneted photovoltaic power generation,the key technologies and the researchful focuses of grid connected photovoltaic the topologiesof gridconnected inverter are studied,and the topology of singlestage withtransformer is chosen,based on the factual circs.The key point of this paper is the research on the control on the study of the phase tracking method,the SoftPLL technology is carry on thegridconnect control。最后，根據(jù)以上的研究工作，設(shè)計制作了基于AVR 單片機控制的光伏發(fā)并網(wǎng)電樣機以驗證上述理論的正確性，為進一步研究打下基礎(chǔ)。本文同時也介紹了光伏并網(wǎng)發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)和研究熱點。從光伏產(chǎn)業(yè)背景調(diào)查可知，我國是世界最大的光伏電池生產(chǎn)國已占全球總產(chǎn)量的三分之一。編號： 畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置設(shè)計 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名： 李 永 貴 學(xué) 號： 0600120316 指導(dǎo)教師： 郭 福 力 職 稱： 工 程 師 √題目類型： 理論研究 實驗研究 工程設(shè)計 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)2010年5月25日摘 要隨著石化資源是日益枯竭和環(huán)境的持續(xù)惡化，人們把目光投向了可再生綠色能源。而我國2009年的太陽能電池的安裝量只有160MWp，僅占全國當(dāng)年產(chǎn)量的4%，%。討論研究了功率變換電路的拓撲形式，并且根據(jù)實際情況，本文選擇了帶變壓器的采用單級隔離式結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵字： SPWM控制；逆變電路；MPPT控制；鎖相環(huán)；光伏發(fā)電AbstractWith the increasing depletion of fossil resources and the environment continued to deteriorate, it sights on renewable green energy. Compared with tidal energy, biomass, geothermal and other renewable energy photovoltaic Green has unique advantages. It can be used as an independent power supply and power generation can have high flexibility.Background checks from the PV industry ,it can see that, China is the world39。and the inverter SPWM control is based on equalarea algorithm。 inverter circuit。相對于其他能源而言太陽能是取之不盡用之不竭的清潔能源，是代替化石能源的理想選擇。因此，研究低壓直流并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)仍然非常必要。1 緒 論 課題的背景及意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，人類對能源的需求越來越大，面臨著嚴峻的的能源危機和環(huán)境危機。相對于其他可再生能源能源，太陽能在發(fā)電利用方面除了具一些獨特的優(yōu)勢：(1) 機動靈活：發(fā)電系統(tǒng)可以按能量需要決定模塊大小，擴容方便；(2) 通用性：發(fā)出的電能并入市電，通過市電網(wǎng)絡(luò)傳輸，利用；(3) 可存儲性：太陽能系統(tǒng)可以加入蓄電池儲存電能；(4) 分布式電源：不但大幅節(jié)省遠程輸變電設(shè)備的費用以及線路損耗，而且可以提高整個電力系統(tǒng)的安全可靠性，尤其在抵御自然災(zāi)害和戰(zhàn)備時；(5) 光伏建筑集成：節(jié)約土地占用以及投入成本，這是太陽能發(fā)電最獨特的地方，也是目前研究的熱點方向。當(dāng)然，這個數(shù)據(jù)不包括企業(yè)的貸款利息以及稅收等費用。就2009年，比上年增長20%。而我國2009年的太陽能電池的安裝量只有160MWp，僅占全國當(dāng)年產(chǎn)量的4%，%。 光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù) 光伏電池的模型光伏電池相當(dāng)于具有與受光面平行的極薄PN結(jié)的大面積等效二極管 因此可以假設(shè)光伏電池為一個二極管與太陽光電流發(fā)生源所并聯(lián)的等效電路 但由于材料本身具有一定的電阻率 基區(qū)和頂層都不可避免地要引入附加電阻，流經(jīng)負載的電流經(jīng)過它們時 必然引起損耗 在等效電路中 可將它們的總效果用一個串聯(lián)電阻 和并聯(lián)電阻 以及PN 結(jié)電容 來表示 所示在恒定光照下 對于一個處于工作狀態(tài)的太陽能電池 其光電流不隨工作狀態(tài)而變化，在等效電路中可將其看作是恒流源。則方程可簡化為： (12)這樣我們就得到了光伏電池的基本模型。這種拓撲，因為只用一個逆變器，所以在一定程度上降低了變換器的成本，更大的優(yōu)點在于各個太陽能方陣可以有各自的最大功率跟蹤，提高了系統(tǒng)效率，也可以使得由安置在不同傾斜面的或由多種型號的子光伏方陣組成一個較大的光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電成為可能。逆變器的投入和退出完全由群控器依據(jù)光伏方陣的總功率進行分配，就像是“主人”支配著“仆人”。群控器同時還可提供友好的人機界面，用戶可以直接通過LCD液晶屏和按鍵實現(xiàn)運行參數(shù)察看、發(fā)電量查詢、故障查詢、參數(shù)設(shè)定功能。無隔離式的變換器提高了效率、降低了成本，但這使得太陽能電池將直接與電網(wǎng)相連，這會在太陽能電池與地之間產(chǎn)生波動電壓，不但使得在太陽能電池周圍產(chǎn)生一個電磁場，而且在太陽能電池表面形成一個電容，波動電流給此電容充電，如果有人碰到太陽能電池時，就有觸電的隱患。難點主要集中在MPPT控制、孤島效應(yīng)偵測和并網(wǎng)逆變效率上。概括來說控制技術(shù)的關(guān)鍵是：（1）MPPT控制：保證輸出功率始終是最大（2）光伏逆變并網(wǎng)控制：保證輸出的交流電流為高質(zhì)量的正弦波，同時保證與公共電網(wǎng)同壓、同頻、同相位。這也是在設(shè)計過程中需要解決的最關(guān)鍵的問題。頻率和相位的檢測用單片機即定時器來實現(xiàn)。主要涉及到SPWM、定時器和AD采樣編程。并且把這些元器件焊接在一塊電路板上。（1） 具有最大功率點跟蹤（MPPT）功能：RS和RL在給定范圍內(nèi)變化時，使（2） ，相對偏差的絕對值不大于1%。 （6） 具有輸入欠壓保護功能，動作電壓Ud（th）=（25177。 方案的提出由于光伏電池組所產(chǎn)生的電能為直流低壓（12VDC、24VDC、48VDC），而我國的工頻電壓220V（相電壓）、頻率為50Hz。在此提出兩個方案：方案一：采用單級隔離式： 公共母線 單級隔離式DC AC逆變并網(wǎng)控制器方案二：采用多級隔離式：公共母線DC ACDC DC逆變并網(wǎng)控制器對比兩個方案，方案一必須在逆變的同時完成升壓。就成本而言，方案一不需要額外增加高頻DC升壓部分，成本較低，控制也相對比較簡單，無需考慮直流升壓控制，只要在逆變的過程中調(diào)節(jié)調(diào)制比就可以調(diào)節(jié)電壓的輸出。并網(wǎng)發(fā)電必須滿足同期（即同壓、同頻率、同相位）條件。（2） 采用先進的RISC結(jié)構(gòu)。（6） 8路10位ADC，具有8個單端通道。只要使能了中斷，即使引腳 INT0..2 配置為輸出，只要電平發(fā)生了合適的變化，中斷也會觸發(fā)。若要求 INT0 與 INT1 在信號下降沿或上升沿觸發(fā)，I/O 時鐘必須工作。T/C1的工作模式有普通模式、CTC模式、快速PWM模式、相位修正PWM模式和相位與頻率修正模式。計到最大值后(TOP=0xFFFF)由于數(shù)值溢出計數(shù)器簡單地返回到最小值0x0000 重新開始。在普通模式下沒有什么需要特殊考慮的，用戶可以隨時寫入新的計數(shù)器數(shù)值。輸出比較單元可以用來產(chǎn)生中斷。計時器重復(fù)地從 BOTTOM 計到 TOP，然后又從 TOP 倒退回到BOTTOM。但其對稱特性十分適合于電機控制。PWM 分辨率位數(shù)可用下式計算： （31）工作于相頻修正PWM模式時，計數(shù)器的數(shù)值一直累加到ICR1(WGM13:0 = 8)或OCR1A(WGM13:0=9)，然后改變計數(shù)方向。方框圖同時包含了普通PWM輸出以及反向 PWM 輸出。若 TOP 由 OCR1A 或 ICR1 定義，則當(dāng) TCNT1 達到 TOP值時 OC1A 或 CF1 置位。與相位修正模式形成對照的是，相頻修正 PWM 模式生成的輸出在所有的周期中均為對稱信號。這樣 OCR1A 就可以用于在 OC1A輸出PWM波。要想真正輸出信號還必須將OC1x的數(shù)據(jù)方向設(shè)置為輸出。ADC與一個8通道的模擬多路復(fù)用器連接，能對來自端口A的8 路單端輸入電壓進行采樣